DNS全程详解
在互联网的世界里，域名和IP地址是两个不可或缺的概念，IP地址是计算机在网络中的唯一标识，而域名则是为了方便人们记忆而设计的易于识别的名称，由于计算机只能理解IP地址，因此需要一种机制将域名转换为IP地址，这就是DNS（Domain Name System）域名解析的作用，本文将详细解析DNS域名解析的全过程，包括其基本步骤、查询方式以及缓存机制等。
二、DNS域名解析过程
1. 用户输入域名
当用户在浏览器中输入一个网址时，如www.example.com，实际上是在请求这个域名的IP地址。
2. 浏览器缓存检查
浏览器首先会检查自身的缓存，看是否曾经解析过这个域名，如果浏览器之前已经解析过这个域名，就直接使用缓存中的IP地址，跳过后续步骤。
3. 操作系统缓存检查
操作系统也会检查自身的DNS缓存，如果操作系统之前已经解析过这个域名，也会直接返回缓存中的IP地址。
4. 查询本地DNS服务器
如果浏览器和操作系统都没有缓存这个域名的IP地址，浏览器会向本地的DNS服务器发送一个解析请求，本地DNS服务器通常由ISP（Internet Service Provider）提供，用于提供域名解析服务。
5. 查询根域名服务器
如果本地DNS服务器也没有这个域名的记录，它会向根域名服务器发送一个请求，根域名服务器是互联网上最顶级的域名服务器，负责管理顶级域名（如.com、.org等）的解析。
6. 查询顶级域名服务器
根域名服务器会返回给本地DNS服务器一个顶级域名服务器的地址，com域名的服务器，本地DNS服务器再向这个服务器发送请求。
7. 查询权威域名服务器
顶级域名服务器会返回给本地DNS服务器一个权威域名服务器的地址，也就是负责管理具体域名（如www.example.com中的“example”）的服务器，对于www.example.com这个域名，权威域名服务器就是负责管理example.com域名的服务器，本地DNS服务器再向这个权威域名服务器发送请求。
8. 权威域名服务器返回IP地址
权威域名服务器查询自己的记录，找到对应的IP地址，然后返回给本地DNS服务器。
9. 本地DNS服务器缓存结果并返回
本地DNS服务器将查询到的IP地址缓存起来，然后将结果返回给浏览器，浏览器使用这个IP地址建立与服务器的连接。
10. 浏览器缓存结果
浏览器将查询到的IP地址缓存起来，以便下次可以直接使用，而不需要再次进行DNS解析。
三、DNS查询类型
DNS查询主要分为两种类型：递归查询和迭代查询，这两种查询方式在域名解析过程中扮演着重要的角色，它们决定了域名解析的效率和准确性。
1. 递归查询
递归查询是一种DNS查询方式，其中DNS客户端向其本地DNS服务器发送查询请求，并等待最终的查询结果，如果本地DNS服务器无法解析该请求，它将代替客户端向其他DNS服务器查询，直到得到最终的IP地址或者查询失败，这种方式对客户端来说是最方便的，因为它不需要客户端参与后续的查询过程。
2. 迭代查询
迭代查询与递归查询不同，它不涉及DNS服务器代替客户端进行多次查询，当本地DNS服务器无法回答客户端的查询请求时，它会向客户端返回另一台DNS服务器的地址，客户端再向这台服务器发起查询，直到得到最终结果，这种方式需要客户端参与到整个查询过程中，直到找到正确的答案。
四、DNS缓存机制
为了提高DNS查询效率，DNS使用了缓存机制，缓存可以在多个层次上发生，包括浏览器缓存、操作系统缓存以及本地DNS服务器缓存。
1. 浏览器缓存
浏览器在获取网站域名的实际IP地址后会对其进行缓存，减少网络请求的损耗。
2. 操作系统缓存
操作系统的缓存其实是用户自己配置的hosts文件，也可以缓存DNS解析结果。
3. 本地DNS服务器缓存
本地DNS服务器也会缓存域名解析结果，以减少对外查询的次数和延迟时间，当一个域名被解析时，本地DNS服务器会将结果存储一段时间（由TTL值控制），在此期间内如果再次收到相同的解析请求，就可以直接返回缓存的结果。
五、相关问题与解答
问题1：为什么选择基于UDP协议发起DNS查询？
答：UDP协议是一种无连接的协议，它不需要建立连接就可以发送数据，因此速度更快，在DNS查询中，大部分情况下只需要发送一个小的请求包并接收一个响应包，UDP协议足以满足需求且效率更高，UDP协议没有连接状态管理，也更适合这种简单的请求响应模式。
问题2：如何更改电脑的DNS服务器设置？
答：对于Windows系统，可以通过以下步骤更改DNS服务器设置：
1、打开控制面板，选择“网络和共享中心”。
2、点击正在使用的网络连接，进入“网络连接状态”窗口。
3、点击“属性”，进入“网络连接属性”窗口。
4、选择“Internet协议版本4 (TCP/IPv4)”，然后点击“属性”。
5、在“常规”选项卡下，可以选择“自动获取DNS服务器地址”或“使用下面的DNS服务器地址”，并手动输入首选和备用DNS服务器地址。
6、输入完成后点击“确定”保存设置。
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