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DNS（域名系统）的详细解析

一、基本概念

1、定义：

DNS（Domain Name System）是互联网的一项服务，它作为一个分布式数据库，能够将域名和IP地址相互映射，使人更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址。

2、作用：

DNS的主要作用是将人类易于理解的域名转换为机器易于理解的IP地址，从而使得用户可以通过输入域名来访问网站，而无需记忆复杂的IP地址。

二、名字空间

1、层次结构：

DNS的名字空间是层次结构的，类似Windows的文件名，它可看作是一个树状结构，域名系统不区分树内节点和叶子节点，而统称为节点，不同节点可以使用相同的标记，所有节点的标记只能由3类字符组成：26个英文字母(a～z)、10个阿拉伯数字(0～9)和英文连词号()，并且标记的长度不得超过22个字符，一个节点的域名是由从该节点到根的所有节点的标记连接组成的，中间以点分隔。

2、顶级域名：

最上层节点的域名称为顶级域名（TLD，TopLevel Domain）。.com、.top、.edu、.gov、.mil、.net、.org等都是顶级域名。

3、二级域名：

第二层节点的域名称为二级域名，在域名www.microsoft.com中，“microsoft”就是二级域名。

4、子域名：

更低层的域名依次被称为子域名，在域名www.example.microsoft.com中，“example”和“microsoft”都是子域名。

三、域名分配和管理

1、管理机构：

域名由因特网域名与地址管理机构（ICANN，Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）管理，这是为承担域名系统管理、IP地址分配、协议参数配置，以及主服务器系统管理等职能而设立的非盈利机构。

2、国家顶级域名：

ICANN为不同的国家或地区设置了相应的顶级域名，这些域名通常都由两个英文字母组成。.uk代表英国、.fr代表法国、.jp代表日本，中国的顶级域名是.cn，.cn下的域名由CNNIC进行管理。

3、限制条件：

CNNIC对.cn域下的域名注册有限制条件，如注册含有“CHINA”、“CHINESE”、“CN”和“NATIONAL”等字样的域名要经国家有关部门正式批准；公众知晓的其他国家或者地区名称、外国地名和国际组织名称不得使用等。

四、域名系统组成

1、早期方式：

早期因特网上仅有数百台主机时，域名与IP地址对应只需简单地记录在一个hosts.txt文件中，这个文件由网络信息中心（NIC）负责维护，任何想添加到因特网上的主机的管理员都应将其名字和地址Email给NIC，这个对应就会被手工加到hosts.txt文件中。

2、现有方式：

随着因特网上主机数量的膨胀，原有的方式已经无法满足要求，现有域名系统于20世纪80年代开始投入使用，域名系统采用层次结构的名字空间，并且原来庞大的对应表被分解为不相交的、分布在因特网中的子表（资源文件），这些子表称为资源文件。

五、域名解析过程

1、查询步骤：

当用户访问一个网站时，首先会查找电脑上的DNS缓存列表，如果找到对应的IP地址，则直接返回；否则进入下一步。

接着会查找电脑上的HOST文件的映射关系，如果找到对应的IP地址，则返回；否则进入下一步。

然后向互联网线路供应商的本地DNS服务器发起请求，本地DNS服务器先查找自己的缓存记录，如果找到则返回对应的IP地址；否则向根域名服务器发起请求。

根域名服务器收到请求后，查看是哪个顶级域名，并返回该顶级域名服务器的IP地址给本地DNS服务器。

本地DNS服务器收到回复后，向该顶级域名服务器发起请求，顶级域名服务器收到请求后，查看是哪个次级域名，并返回次级域名服务器的IP地址给本地DNS服务器。

本地DNS服务器收到回复后，再次发起请求，次级域名服务器收到请求后，查看是否是自己管理的域名，如果是，则把该域名的IP地址返回给本地DNS服务器。

本地DNS服务器收到回复后，向电脑回复域名对应的IP地址，并把记录写入本地DNS服务器的缓存里，电脑也会把这个记录写入电脑DNS缓存中。

2、DNS缓存：

DNS缓存可以提高查询效率，但是当域名和IP地址映射关系发生变化时，或者缓存的IP地址对应的服务器故障时，使用DNS缓存就不能正常访问网站了，因此DNS缓存默认也是有时间限制的。

六、DNS代理

1、功能：

DNS代理用于在DNS Client和DNS Server之间转发DNS请求和应答报文，局域网内的DNS Client把DNS Proxy当作DNS Server，将DNS请求报文发送给DNS Proxy，DNS Proxy将该请求报文转发至DNS Server，并将DNS Server的应答报文返回给DNS Client，从而实现域名解析。

2、优势：

使用DNS Proxy功能后，当DNS Server的地址发生变化时，只需改变DNS Proxy上的配置，无需改变局域网内每个DNS Client的配置，从而简化了网络管理。

七、公共DNS服务器推荐