域名DNS的工作原理是什么？

域名系统（DNS）是互联网中用于将域名转换为IP地址的分布式数据库系统，它确保用户可以通过易于记忆的域名访问网站，而无需记住复杂的数字IP地址。

1、定义：

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DNS（Domain Name System）是互联网的一项核心服务，负责将人类可读的域名转换为机器可读的IP地址。

域名是Internet上某一台计算机或一组计算机的名称，用于标识其电子方位。

2、历史背景：

DNS系统于1983年发明，旨在解决网络规模扩大后手动管理IP地址的难题。

Symbolics公司在1985年注册了第一个.com域名，随后，域名注册逐渐普及。

域名解析过程

1、必要性：

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域名注册并购买主机服务后，需要将域名解析到所购主机上，才能访问网站内容。

通常解析过程需要几个小时甚至一两天，因为DNS服务器缓存更新频率不一致。

2、解析步骤：

用户在浏览器输入域名后，DNS请求首先发送到本地ISP的DNS服务器。

若本地缓存无记录，请求会逐级转发至根域名服务器、顶级域名服务器，直至获取权威回答。

权威DNS服务器返回IP地址，用户浏览器根据该IP地址访问目标服务器。

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域名类型

1、国际域名（iTDs）：

如.com、.net、.org等，使用广泛且历史悠久。

2、国内域名（nTLDs）：

如.cn表示中国，.us表示美国，.jp表示日本等，依据ISO 3166国家代码分配。

DNS服务器类型

1、主域名服务器：

维护特定区域的所有域名信息，是权威信息源，数据可修改。

2、辅助域名服务器：

作为主服务器的备份，当主服务器故障时提供解析服务。

3、缓存域名服务器：

缓存远程服务器查询结果，加速后续相同查询的响应速度。

4、转发域名服务器：

处理非本地域名查询，依次转发请求至其他DNS服务器。

DNS协议与报文格式

1、协议简介：

DNS协议通过TCP和UDP端口53工作，支持递归查询请求。

标准由IETF制定，确保HTTP及其他应用能顺利转换域名与IP地址。

2、报文格式：

包含12字节的头、查询问题、回答资源记录、授权资源记录和附加资源记录。

查询报文包含问题数、查询类型和查询类等信息；响应报文包含回答资源记录等。

DNS体系结构与工作原理

1、体系结构：

包括域名空间、资源记录、域名服务器和解析器。

客户端向首选DNS服务器查询，若未命中则逐级查询至根域服务器。

2、工作原理：

通过递归查询方式响应用户查询，保证每个请求都能得到最终答案。

DNS数据包通常不会被防火墙拦截，可用于建立隐蔽通道。

DNS的优点与缺点

1、优点：

提高用户访问网站的速度，通过缓存机制减少查询时间。

支持多种冗余线路，增加可靠性和服务可用性。

2、缺点：

缓存更新频率不一致，新域名解析较快，老域名更改DNS记录需等待缓存更新。

某些情况下可能影响用户体验，尤其是跨运营商访问时。