DNS解析涉及哪几层协议？

DNS是几层

一、DNS

DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网，而不用记住机器可以直接读取的IP数串，DNS采用分层结构，使得系统能够轻松扩展以容纳更多的域名和子域名，同时实现负载均衡和容错，增强系统的安全性和隐私保护。

二、DNS的层级结构

1、根DNS服务器：这是DNS层级结构的顶层，全球共有13台根域名服务器（Root Server），它们分布在世界各地，负责管理顶级域名服务器的地址，根域名服务器没有域名解析结果的决定权，但它负责将顶级域名服务器的地址提供给本地域名服务器。

2、顶级域DNS服务器：这是根域的下一级，也称为一级域名服务器，是在互联网域名系统中定义的最高级别的域名。“.com”、“.net”和“.org”等都属于顶级域名，这些服务器负责返回权威DNS服务器的地址。

3、权威DNS服务器：这一层级由互联网注册机构或企业自己搭建和管理，负责管理和提供与其域名相关的域名解析记录和信息，权威DNS服务器具有域名解析结果的决定权，并返回对应主机的域名所解析的IP地址。

4、本地DNS服务器：这是最贴近用户侧的DNS服务器，通常由ISP（互联网服务提供商）分配，本地DNS服务器虽然没有域名解析结果的决定权，但它代理了用户向权威DNS服务器获取域名解析结果的过程，同时具备缓存解析结果的能力，在缓存有效期内，本地DNS服务器不需要重复向权威DNS发起查询请求，可直接返回缓存结果。

整个DNS的层级结构就像一个倒置的树，其中根位于顶部，下面是顶级域，然后是二级域和子域等，每个级别都由不同的组织或个体管理，这种层级结构使得DNS系统能够高效地管理和解析域名，从而支持全球范围内的互联网通信。

三、DNS的工作流程

当用户在浏览器中输入一个网址（如www.example.com）时，DNS的工作流程如下：

1、浏览器首先检查自身的DNS缓存，如果找到对应的IP地址，则直接使用该地址发起访问请求。

2、如果浏览器的DNS缓存中没有找到对应的IP地址，则会向本地DNS服务器发起查询请求。

3、本地DNS服务器接收到查询请求后，会首先检查自己的缓存中是否有对应的解析记录，如果有，则直接返回给浏览器；如果没有，则继续向上级DNS服务器（通常是根DNS服务器）发起查询请求。

4、根DNS服务器接收到查询请求后，会返回给本地DNS服务器对应的顶级域名服务器的地址。

5、本地DNS服务器根据根DNS服务器返回的地址，向对应的顶级域名服务器发起查询请求。

6、顶级域名服务器接收到查询请求后，会返回给本地DNS服务器对应的权威DNS服务器的地址。

7、本地DNS服务器根据顶级域名服务器返回的地址，向对应的权威DNS服务器发起查询请求。

8、权威DNS服务器接收到查询请求后，会根据自身的记录返回对应的IP地址给本地DNS服务器。

9、本地DNS服务器接收到IP地址后，会将其返回给浏览器，并缓存该解析记录以便后续使用。

10、浏览器接收到IP地址后，会使用该地址发起对目标网站的访问请求。

四、DNS的报文格式与记录类型

1. DNS报文格式

标识符：用于标识该查询，这个标识符会被复制到对查询的回答报文中，以便让客户用它来匹配发送的请求和接收到的回答。

标志：包含多个比特位，用于指示查询或回答、权威回答、是否希望递归查询等。

问题数、回答RR数、权威RR数、附加RR数：分别指示后面4类数据区域出现的数量。

问题区域：包含正在被查询的主机名字，以及正被询问的问题类型。

回答区域：包含了对最初请求的名字的资源记录，一个回答报文可以包含多条RR，因此一个主机名可以有多个IP地址。

权威区域：包含了其他权威服务器的记录。

附加区域：包含了其他有帮助的记录。

2. 常见的DNS记录类型

A记录：将主机名映射到IPv4地址。

AAAA记录：将主机名映射到IPv6地址。

CNAME记录：将一个主机名映射到另一个主机名（别名）。

NS记录：指定一个区域的权威服务器。

MX记录：指定一个邮件服务器的规范主机名。

TXT记录：包含任意文本数据。

SOA记录：标记区域的开始，包括负责本区域的邮件服务器、管理员邮箱等。

五、DNS缓存与安全性

1. DNS缓存

由于全世界的根服务器数量有限，且顶级域的数量也在一个可数的范围内，因此本地DNS通常已经缓存了很多TLD DNS服务器的信息，在实际查找过程中，无需每次都访问根服务器，从而提高了DNS查询的效率和速度。

2. DNS安全性

为了提高DNS的安全性，防止DNS欺骗和缓存污染等攻击，可以采取以下措施：

使用DNSSEC（Domain Name System Security Extensions）：通过数字签名来保证DNS应答报文的真实性和完整性。

部署防火墙和安全组策略：限制对DNS服务器的访问权限，防止未经授权的访问和攻击。

定期更新和维护DNS服务器软件：及时修复已知的安全漏洞和缺陷。

六、相关问题与解答栏目

问题1：DNS的缓存机制是如何工作的？

答：DNS的缓存机制主要依赖于本地DNS服务器和浏览器的缓存功能，当用户发起域名解析请求时，首先检查浏览器自身的DNS缓存（如果有的话），如果浏览器缓存中没有找到对应的IP地址，则向本地DNS服务器发起查询请求，本地DNS服务器接收到查询请求后，会首先检查自己的缓存中是否有对应的解析记录，如果有，则直接返回给浏览器；如果没有，则继续向上级DNS服务器发起查询请求，一旦获取到IP地址，本地DNS服务器会将其缓存起来，以便后续使用，浏览器也会将接收到的IP地址缓存起来，以减少未来对该域名的解析时间。

问题2：如何更改Windows系统中的DNS服务器设置？

答：要更改Windows系统中的DNS服务器设置，请按照以下步骤操作：

1、打开“控制面板”。

2、点击“网络和共享中心”。

3、在左侧栏中点击“更改适配器设置”。

4、右键点击当前使用的网络连接（如以太网或WiFi），选择“属性”。

5、在打开的窗口中找到并双击“Internet协议版本4 (TCP/IPv4)”或“Internet协议版本6 (TCP/IPv6)”（取决于您使用的IP版本）。

6、在弹出的窗口中选择“使用下面的DNS服务器地址”。

7、输入您想要使用的DNS服务器的地址（可以是公共DNS服务器或内部DNS服务器的地址）。

8、点击“确定”保存设置。