dns高速缓存

DNS高速缓存

一、基本概念

（一）定义

DNS（域名系统）高速缓存是指DNS服务器在响应DNS查询请求时，将查询结果存储在缓存中，以便后续相同的查询可以直接从缓存中获取结果，从而提高DNS查询的响应速度和性能。

（二）原理

当用户在浏览器中输入一个域名时，并非每次都进行全球递归查询，首先会查找自身缓存以及系统的缓存中是否有对应的数据，如果有则直接返回；如果没有才依次请求各级DNS服务器，DNS服务器在获得查询结果后，会将这个记录储存在自身一段时间，当下一次有相同查询请求时，可直接从缓存中获取结果。

二、存在位置

三、作用

（一）提高查询速度

1、减少延迟：当DNS服务器收到一个查询请求时，如果查询结果已经存储在缓存中，就可以直接返回结果，避免了向上游DNS服务器发起查询的延迟，从而降低了查询的响应时间。

2、快速响应：对于频繁访问的域名，直接从缓存中获取结果能大大提高域名解析的速度，提升用户体验。

（二）减轻网络负担

1、减少流量：如果DNS高速缓存中有相应记录，就不需要向上游DNS服务器发起查询，从而减少了网络流量的消耗，提高了网络的带宽利用率。

2、降低负载：减少了对上级DNS服务器的访问次数，降低了网络负载，提高了整体的网络性能。

（三）提高系统稳定性

1、应对故障：在某些情况下，上层DNS服务器可能发生故障或者网络链接问题，导致无法正常进行域名解析，而使用高速缓存，即使上层DNS服务器不可用，本地DNS服务器仍然可以返回缓存中的解析结果，确保系统可以正常运行。

2、平衡负载：可以根据域名解析请求的负载情况，将请求分散到不同的服务器上，提高整个网络的处理能力。

（四）提高安全性

1、屏蔽恶意域名：一些恶意域名或者恶意网站可能会被列入黑名单，即使用户访问这些域名，本地DNS服务器也不会返回解析结果，从而保护用户的设备免受恶意攻击。

2、防止篡改：通过设置合理的缓存时间和缓存策略，可以缓解一些可能的DNS攻击，如DNS劫持、DNS缓存投毒等，对于已解析的域名和IP地址，可以设置合理的生存时间，使得这些信息可以定期被刷新，防止被攻击者篡改或劫持。

四、潜在问题

（一）数据不准确

DNS缓存的信息不是实时更新的，如果某个网站的IP地址发生变化，DNS缓存中的信息还没有来得及更新，用户就可能无法访问到最新的网站内容。

（二）安全风险

DNS缓存可能成为网络攻击的目标，攻击者利用DNS缓存中的漏洞来篡改DNS查询结果，将用户重定向到恶意网站或进行其他非法活动，对用户的信息财产安全以及网站的业务开展造成严重危害。

（三）系统性能问题

过多的缓存数据可能占用大量的系统资源，导致计算机运行缓慢或崩溃。

五、优化策略

（一）合理设置缓存参数

1、TTL值调整：根据域名的稳定性和更新频率，合理设置DNS记录的TTL（Time To Live）值，以控制缓存的更新时间。

2、缓存大小调整：根据网络规模和访问量，适当调整DNS服务器的缓存大小，确保既能满足大部分查询需求，又不占用过多系统资源。

（二）定期清理缓存

手动或通过自动化脚本定期清理DNS缓存，以确保缓存中的数据是最新的，减少因缓存数据过时导致的访问问题。

（三）使用安全协议

启用支持DNSSEC（域名系统安全扩展）等安全协议的DNS缓存软件，提高解析的安全性，防止DNS劫持和缓存投毒等攻击。

（四）负载均衡与分布式部署

在大规模网络中，使用负载均衡技术将域名解析请求分散到多个DNS服务器上，减轻单个服务器的负载，考虑部署分布式DNS服务器，利用云平台的分布式存储和计算能力，提高域名解析的速度和效率。

六、相关问题与解答

（一）问题

如何查看计算机上的DNS缓存？

（二）解答

在Windows系统中，可以通过命令提示符输入“ipconfig /displaydns”命令来查看DNS缓存；在Linux系统中，可以使用“/etc/init.d/networking restart”命令重启网络服务后，再通过“dig”命令查询域名信息时，若命中缓存会有相应提示，不同的操作系统查看方式可能会略有不同，但一般都提供了相应的命令或工具来查看DNS缓存信息。

（一）问题

DNS缓存的TTL值设置得过长或过短有什么影响？

（二）解答

如果TTL值设置得过长，那么即使域名对应的IP地址发生了变化，缓存中的数据也会在较长时间内保持不变，导致用户可能无法及时访问到更新后的网站内容，反之，如果TTL值设置得过短，缓存中的数据会频繁更新，增加了DNS服务器的查询负担，降低了缓存的利用率，同时也可能导致用户在访问过程中频繁出现域名解析的情况，影响访问速度，需要根据实际情况合理设置TTL值，以平衡缓存的有效性和更新频率。