电脑DNS是啥？它对网络连接起什么关键作用呢？

1、基本

定义：DNS（Domain Name System）即域名系统，是一个分布式的命名系统，用于将人类易于记忆的域名（如www.example.com）解析为计算机能够理解的IP地址（如192.0.2.1），以便用户通过域名访问各种网站和在线服务。

作用：类似于电话簿，帮助用户快速找到想要访问的网站，如果没有DNS，用户需要记住复杂的IP地址才能访问网站，这对人类来说是非常困难的。

2、工作原理

查询过程：当在浏览器中输入一个网站的域名时，计算机首先会查询本地的DNS缓存，如果缓存中有该域名对应的IP地址，查询过程就结束，如果没有，则会向配置好的DNS服务器发送请求，这个请求会在不同的DNS服务器之间递归传播，直到找到目标域名的IP地址，一旦找到，DNS服务器将该信息返回给请求的设备，设备随后即可通过该IP地址与目标服务器建立连接。

域名服务器层次结构：根DNS服务器是最上层的DNS服务器，负责指向各个顶级域（如.com、.org、.net等）的DNS服务器；顶级域DNS服务器负责管理特定域的DNS记录，.com”或“.cn”；权威DNS服务器保存着特定域名的最终解析信息，example.com”域名的记录。

3、主要类型和记录

A记录：将域名映射到IPv4地址。

AAAA记录：将域名映射到IPv6地址。

CNAME记录：将一个域名映射到另一个域名。

MX记录：指定电子邮件的处理服务器，用于邮箱域名解析。

NS记录：指定某个域的DNS服务器。

TXT记录：用于存储文本信息，通常用于域名验证、SPF（发件人策略框架）等安全用途。

PTR记录：用于反向DNS解析，将IP地址映射到域名，通常用于检测是否为合法IP地址。

SOA记录：定义域名区域的开始，包括域的管理信息。

4、DNS缓存

客户端缓存：操作系统和浏览器通常会缓存DNS解析的结果，以加速域名解析过程，缓存过期后，设备会重新进行DNS查询。

DNS服务器缓存：DNS服务器也会缓存解析的记录，当多个用户查询相同域名时，可以直接返回缓存中的结果，减少查询时间和服务器负载。

5、安全性

常见问题：常见的DNS安全问题包括DNS劫持、DNS缓存投毒（Cache Poisoning）、DDoS攻击等，DNS劫持是攻击者篡改DNS查询结果，将用户引导到恶意网站；DNS缓存投毒是攻击者通过向DNS服务器注入伪造的DNS记录来让服务器返回错误的结果；DDoS攻击可能通过大量无效的DNS请求使DNS服务器过载，导致无法正常提供解析服务。

防护措施：为了防止这些问题，可以采取使用可信赖的DNS服务器、更新DNS软件以确保具有最新的安全补丁和功能、实施DNSSEC（DNS Security Extensions）和其他安全协议、使用DNS防火墙、配置防火墙规则以及增强网络安全等措施。

6、应用场景

网站访问：最常见的DNS应用场景是网站访问，当用户在浏览器中输入网址时，DNS负责将该域名解析为相应的IP地址，从而使浏览器能够访问该网站的服务器。

电子邮件服务：电子邮件系统使用DNS中的MX记录来确定电子邮件的接收服务器，当发送邮件到user@example.com时，邮件服务器会查询example.com的MX记录来找到处理该邮件的服务器。

负载均衡：DNS可以用于实现简单的负载均衡，多个服务器可以为同一个域名提供服务，通过DNS轮询技术（如多个A记录或CNAME记录指向不同的IP地址），DNS可以将请求均衡地分配到不同的服务器上。

内容分发网络（CDN）：CDN服务利用DNS来将用户的请求引导到距离用户最近的服务器，以加快内容的加载速度，全球用户访问同一网站时，DNS可以将请求指向不同地区的缓存服务器，从而提高访问速度和稳定性。

防火墙和安全策略：一些公司和组织利用DNS来实施网络安全策略，通过DNS过滤技术，防火墙可以根据域名来阻止访问特定网站或服务，企业可以使用DNS服务来阻止员工访问社交媒体或恶意网站。

家庭网络和路由器配置：在家庭网络中，路由器通常会为连接到网络的设备提供DNS服务，很多路由器提供自动配置DNS功能，也允许用户手动设置首选DNS服务器地址（如Google DNS、OpenDNS等）来提高网络性能或增强安全性。

反向DNS解析：反向DNS解析（rDNS）是通过IP地址查询对应的域名，在一些网络安全领域，反向DNS解析用于确定发信人的身份，并防止垃圾邮件，大多数邮件服务器都会进行反向DNS解析，以确保邮件来源合法。

API服务与微服务架构：在微服务架构中，各个服务之间通常通过DNS来进行通信，每个服务通常有一个域名，DNS解析帮助服务发现和访问其他服务的IP地址，容器化平台（如Kubernetes）使用DNS为容器分配域名，并确保它们可以互相通信。

7、相关问题与解答

问：什么是公共DNS？

答：公共DNS是指由第三方提供的免费的DNS服务器，可以用于替代默认的ISP提供的DNS服务器，公共DNS通常具有更快的解析速度、更好的隐私保护和安全性，并且能够过滤恶意网站和广告。

问：如何更改电脑的DNS设置？

答：在Windows系统中，可以通过打开“控制面板”>“网络和共享中心”>“更改适配器设置”，右键点击正在使用的网络连接，选择“属性”，在弹出的窗口中找到“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”或“Internet协议版本6（TCP/IPv6）”，再次点击“属性”，在弹出的窗口中选择“使用下面的DNS服务器地址”，然后输入首选DNS服务器和备用DNS服务器的地址即可，在Mac系统中，可以通过点击“系统偏好设置”>“网络”，选择正在使用的网络连接，点击“高级”，在“TCP/IP”选项卡中选择“使用DNS服务器”，然后输入DNS服务器的地址。