DNS缓存的作用
一、基本概念
当用户在浏览器中第一次输入目标域名后，会委托本地DNS服务器依次从根服务器、顶级服务器请求至域名授权的权威DNS服务器，并在权威DNS服务器处获得域名所对应的IP地址，本地DNS服务器将IP地址告知浏览器，浏览器再对这个IP地址发起请求，从而完成整个的访问过程，DNS查询的过程比较复杂，如果每次访问网站都进行一次全球的迭代查询，就会产生较大的时延，影响用户的上网体验，于是DNS系统中引入了缓存机制，当本地DNS服务器从权威DNS服务器获得查询结果后，会将这个记录储存在自身一段时间，当下一次浏览器请求相同的域名时，本地DNS为了节省时间，不会再进行全球的查询，而是直接从自身存储中读取结果告知浏览器，这个存储在本地DNS服务器中的解析记录就是DNS缓存。
二、作用
（一）加快网页加载速度
| 对比情况 | 无DNS缓存 | 有DNS缓存 |
| 查询过程 | 每次访问网站都要进行完整的DNS查询，涉及从根服务器、顶级服务器到权威服务器的多级查询，产生明显时延。 | 首次查询后，后续访问相同域名可直接从缓存中获取结果，无需重复查询，极大缩短了查询时间。 |
| 访问速度 | 由于每次查询都需要较长时间，导致网页加载速度慢，尤其在网络环境不佳时，时延可能更长。 | 减少了DNS查询时间，能快速获取域名对应的IP地址，显著加快网页的加载速度，为用户提供更流畅的上网体验。 |
（二）减轻DNS服务器负担
| 对比情况 | 无DNS缓存 | 有DNS缓存 |
| 查询数量 | 每次对网站的访问都会向权威DNS服务器发送查询请求，随着访问量的增加，查询请求数量庞大。 | 通过缓存机制，大量重复的查询请求可以在本地DNS服务器或中间缓存服务器得到满足，减少了向权威DNS服务器发送的查询请求数量。 |
| 服务器压力 | 权威DNS服务器需要处理大量的查询请求，负担沉重，可能导致服务器性能下降、响应时间延长，甚至出现宕机等情况，影响对其管辖所有域名的解析和访问。 | 减轻了权威DNS服务器的负载，使其能够更高效地处理其他新的查询请求，提高了整个网络系统的稳定性。 |
（三）提高网络连接的稳定性和可靠性
| 对比情况 | 无DNS缓存 | 有DNS缓存 |
| 故障影响 | 当某个DNS服务器出现故障或不可用时，用户无法获取域名对应的IP地址，导致无法访问相应的网站，网络连接中断。 | 即使某个DNS服务器暂时不可用，用户可以从其他可用的DNS缓存中获取域名对应的IP地址，确保网络服务的连续性和稳定性，降低了网络连接因DNS服务器故障而中断的风险。 |
（四）减少网络带宽消耗
| 对比情况 | 无DNS缓存 | 有DNS缓存 |
| 数据流量 | 每次DNS查询都需要在网络中传输数据包，尤其是在递归查询过程中，可能涉及多个DNS服务器之间的通信，产生较多的网络数据流量。 | 通过缓存机制，许多查询请求可以在本地解决，无需在网络中进行长距离的数据传输，从而减少了网络中的数据流量，降低了对网络带宽的占用。 |
三、相关问题与解答
问题一：如何清理DNS缓存？
解答：不同操作系统清理DNS缓存的方法有所不同，在Windows系统中，可以通过打开命令提示符（以管理员身份运行），输入“ipconfig /flushdns”命令来清理DNS缓存；在macOS系统中，可打开终端，输入“sudo killall HUP mDNSResponder”命令；在Linux系统中，具体命令因发行版而异，一般可以使用“sudo systemdresolve flushcaches”（对于使用systemdresolved的服务）等命令来清理DNS缓存。
问题二：DNS缓存的TTL值设置有什么影响？
解答：TTL（Time to Live）值是DNS缓存在DNS服务器中的生存时间，TTL值设置越大，DNS缓存生存时间就越长，对各级DNS服务器的请求压力就越小，但相应的由DNS缓存所带来的解析记录刷新不及时、DNS缓存投毒威胁等安全风险就越大，但如果将TTL值设置得太小，就会导致DNS缓存生存时间太短，需要频繁地对各级DNS服务器发起查询，由于全球查询所带来的时延情况就越严重，对各级DNS服务器造成的压力也越大，但这样做的好处就是可以及时同步最新的解析记录，保证域名解析的安全性和准确性，TTL值过大或过小都会对域名解析的正常运行造成一定影响，网站管理人员要根据自身业务场景合理设置适合自己的TTL值。
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