DNS究竟是什么？一文带你了解网络基础！

一、DNS是什么

域名系统（Domain Name System，简称DNS）是互联网的一项服务，它作为一种分布式数据库系统，可以将人类易于记忆的域名（如www.example.com）转化为计算机能够理解的IP地址（如192.0.2.1），从而方便人们访问网站。

二、工作原理

1、查询流程：当用户在浏览器中输入一个域名时，操作系统会先检查本地的hosts文件是否有该域名对应的IP地址映射关系，如果没有，则查找本地DNS解析器缓存，若仍未找到，则会向首选DNS服务器发起查询请求，如果首选DNS服务器无法回答该问题，它会代表客户端向其他DNS服务器进行完全解析，直到得到答案，然后将结果返回给客户端。

2、递归查询：DNS服务器为客户机完全解析域名或直到获得最终答案是通过一种称为递归查询的过程实现的，如果首选DNS服务器无法回答某个查询，它会代表客户端向其他DNS服务器进行完全解析，直到得到答案，然后将结果返回给客户端。

3、迭代查询：如果DNS服务器无法直接回答某个查询，它会代表客户端向其他DNS服务器进行查询，直到得到答案，然后将结果返回给客户端，这种方式下，DNS服务器并不直接回答客户端的问题，而是将查询任务转交给其他DNS服务器，直到得到答案。

三、组成部分

1、域名空间和资源记录：域名空间是定义了所有可能的名字的集合，其结构类似于一棵倒过来的树，从根节点开始，每个节点都有一个标签，这些标签组成了完整的域名，资源记录则是存储在域名空间中的实体，用于描述域名的各种属性和信息。

2、域名服务器：域名服务器是存储域名和IP地址对应关系并响应域名查询请求的服务器，它们负责维护域名空间和资源记录，并根据客户端的请求返回相应的IP地址。

3、解析器：解析器是客户端设备上的一个软件组件，负责处理域名查询请求，当客户端需要解析一个域名时，解析器会首先检查本地缓存，如果找不到答案，则会代表客户端向DNS服务器发送查询请求。

四、报文结构

1、首部：标识字段用于匹配查询和响应；标志字段包含多个标志位，如查询/响应标志、递归标志等；查询记录数、回答记录数、授权回答记录数和附加信息记录数分别指定了报文中不同部分的记录数目。

2、查询部分：域名字段表示查询的域名；查询类型字段表示查询的资源记录类型；查询类别字段表示查询的资源记录类别。

3、回答部分：域名字段表示查询的域名；类型字段表示资源记录的类型；类别字段表示资源记录的类别；生存时间字段表示资源记录的生存时间；数据长度字段表示资源记录数据字段的长度；资源记录数据字段是实际的资源记录数据。

4、权威部分：类似于回答部分，包含权威服务器的资源记录信息。

5、附加部分：类似于回答部分，包含额外的资源记录信息，通常用于提供额外的信息，如DNSSEC签名等。

五、基于CH394的DNS实现

1、初始化：初始化CH394并创建一个UDP的socket。

2、发送查询报文：通过CH394向DNS服务器发送查询报文，其中包含要查询的域名等信息。

3、解析回答报文：CH394接收到DNS服务器的回答报文后，对其进行解析，提取出所需的信息，如IP地址等。

六、常见问题与解答

1、问：为什么需要DNS？

答：因为IP地址是数字形式的标识符，不便于人们记忆和使用，而域名则是人类可读的形式，更易于理解和使用，DNS的存在使得人们可以通过域名来访问网站和服务，而无需记住复杂的IP地址。

2、问：DNS查询失败的原因有哪些？

答：DNS查询失败的原因可能包括域名不存在、DNS服务器故障、网络连接问题、本地DNS缓存问题等，当遇到DNS查询失败时，可以尝试刷新DNS缓存、更换DNS服务器或检查网络连接等方式来解决问题。