DNS 是什么？一文带你了解其定义与作用

一、DNS

1、定义：DNS（Domain Name System）即域名系统，是互联网的一项核心服务，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，极大地方便了人们访问互联网。

2、作用：通过使用DNS，用户无需记忆复杂的IP地址，只需输入易于理解和记忆的域名，即可访问相应的网络资源，当用户在浏览器中输入“www.example.com”时，DNS服务器会迅速将该域名解析为对应的IP地址，使用户的设备能够与目标服务器建立连接并获取数据。

二、域名空间及结构

1、层次结构：DNS的域名空间呈现出一种树状的层次结构，根域位于最顶层，用点号表示，顶级域名直接位于根域之下，如“.com”“.net”“.org”等通用顶级域名，以及“.cn”“.us”等国家顶级域名，二级域名则在顶级域名之下，依次类推，可以有三级域名、四级域名等。

2、域名组成规则：每个节点的域名由从该节点到根的所有节点的标记连接组成，中间以点分隔，节点的标记只能由26个英文字母（a～z）、10个阿拉伯数字（0～9）和英文连词号（）组成，且长度不得超过22个字符。

三、域名服务器类型

1、根域名服务器：全球共有13台根域名服务器，它们是DNS体系的最高层次，根域名服务器负责管理整个域名空间的根域部分，并维护着顶级域名服务器的信息，当本地域名服务器无法直接回答一个查询时，会代表客户端向根域名服务器进行查询，直到获得最终的解析结果。

2、顶级域名服务器：这些服务器负责管理特定顶级域名下的所有二级域名及其子域的解析。“.com”顶级域名服务器负责处理所有以“.com”结尾的域名的解析请求，告诉本地域名服务器所查询的域名所属的权威域名服务器的IP地址。

3、权威域名服务器：对于特定的域名来说，存储有该域名完整信息的服务器就是权威域名服务器，当本地域名服务器接收到根域名服务器或顶级域名服务器提供的权威域名服务器的IP地址后，会向其发起查询请求，直到得到对查询域名的权威回答。

4、本地域名服务器：也称为默认域名服务器，通常由用户的互联网服务提供商（ISP）提供，它是用户设备与外部DNS系统之间的桥梁，负责处理用户设备的DNS查询请求，如果本地缓存中没有所需的信息，它会代表客户端向其他DNS服务器进行查询，直到获得答案，并将结果缓存起来供后续查询使用。

四、DNS查询过程

1、本地缓存查询：当用户在浏览器中输入一个域名时，操作系统会首先检查本地缓存中是否已经存在该域名的IP地址记录，如果找到了对应的记录，就直接使用该IP地址进行访问，无需进一步查询。

2、递归查询：如果本地缓存中没有找到所需的信息，本地域名服务器会代表客户端向其他DNS服务器进行完全解析域名（直到获得最终的IP地址）的过程，它会一直查询直到得到答案，然后将结果返回给客户端。

3、迭代查询：与递归查询不同，迭代查询是指本地域名服务器为客户机完全解析域名或直到获得最终的IP地址的过程，如果本地域名服务器无法直接回答一个查询，它会代表客户端向其他DNS服务器进行查询，直到得到答案，然后停止查询，将结果返回给客户端。

五、DNS协议报文格式

1、标识：占两个字节，同一个问题的查询和响应标识必须相同，用于匹配请求和响应报文。

2、标志：占两个字节，包含多个标志位，如QR（查询/响应标志）、Opcode（操作码）、AA（授权回答标志）、TC（截断标志）、RD（递归查询标志）等，用于控制和描述DNS报文的行为和状态。

3、问题数、回答资源记录数、授权资源记录数、附加资源记录数：分别描述各自的记录数目，对于查询报文，问题数通常是1，而其他三项则均为0；响应报文随问题不同而变化。

4、查询问题：由查询名、查询类型、查询类三部分组成，查询名是要查找的名字，它是一个或多个标识符的序列；查询类型占两个字节，常用的有A（代表IP地址）、NS（代表名字服务器）、PTR（代表指针记录）等；查询类占两个字节，通常为IN（指互联网地址）。

5、资源记录：只出现在响应报文中，它们有一种统一的格式，包括回答资源记录、授权资源记录和附加资源记录，分别提供了不同的信息，如查询结果、授权信息和额外的相关记录等。

六、DNS的重要性及应用

1、重要性：DNS是互联网的关键基础设施之一，它的存在使得人们能够方便地使用易于记忆的域名来访问各种网站和服务，而无需记住复杂的IP地址，如果没有DNS，互联网的使用将会变得极为不便，甚至难以普及。

2、应用：除了常规的网站访问，DNS还广泛应用于电子邮件系统、文件传输、网络应用等各种互联网服务中，在发送电子邮件时，邮件服务器需要通过DNS来查找收件人邮箱所在服务器的IP地址，以便正确地投递邮件。

七、相关问题与解答

1、问：什么是DNS劫持？如何防范？

答：DNS劫持是指攻击者通过篡改DNS解析记录，将合法网站的域名解析到恶意网站的IP地址，从而欺骗用户访问恶意网站并窃取用户的敏感信息或进行其他恶意活动，防范措施包括使用可信赖的DNS服务器、更新DNS软件以确保其具有最新的安全补丁和功能、实施DNSSEC以保护DNS查询和响应的安全性、使用DNS防火墙来检测和阻止恶意DNS流量等。

2、问：公共DNS有哪些优点和潜在风险？

答：公共DNS的优点包括更快的解析速度，能够提高网站的加载速度和响应时间；更好的隐私保护，因为一些公共DNS不会记录用户的DNS查询历史记录；更好的安全性，通常可以过滤恶意网站和广告，并提供更好的安全性和保护，使用公共DNS也存在一些潜在风险，如公共DNS提供者可能会记录用户的查询历史记录，或者在某些情况下可能会被攻击和篡改，建议选择可信赖的公共DNS提供者，并采取其他安全措施来保护上网隐私和安全。