什么是DNS过程,它在网络通信中扮演什么角色?

DNS过程包括本地解析、递归查询和迭代查询,最终返回结果并更新缓存。

DNS过程

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1. DNS简介

域名系统(DNS,Domain Name System)是互联网中用于将域名解析IP地址的分布式数据库系统,它通过分层的、分布式的结构,使得用户可以通过易于记忆的域名来访问互联网资源,而无需记住复杂的数字IP地址,DNS的主要功能包括域名解析、负载均衡和防止DNS攻击等。

2. DNS解析过程

DNS解析过程涉及多个步骤,从用户在浏览器中输入网址到最终获取网站的IP地址,以下是详细的DNS解析过程:

1 本地缓存检查

浏览器缓存:浏览器会检查自身的缓存中是否有该域名对应的IP地址,如果有且未过期,则直接使用该IP地址进行访问。

操作系统缓存:如果浏览器缓存中没有找到对应的IP地址,接下来会检查操作系统的DNS缓存。

2 本地DNS服务器查询

如果本地缓存中也没有找到对应的IP地址,则会向本地DNS服务器发送查询请求,本地DNS服务器通常是由用户的互联网服务提供商(ISP)分配的,它会缓存大量的DNS解析结果。

3 根DNS服务器查询

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如果本地DNS服务器无法解析该域名,它会向根DNS服务器发送查询请求,根DNS服务器不存储具体的域名和IP地址对应关系,但它可以告诉本地DNS服务器应该去哪一类顶级域名服务器进行查询。

4 顶级域名服务器查询

根DNS服务器响应后,本地DNS服务器会根据返回的顶级域名服务器地址,向相应的顶级域名服务器发送查询请求,顶级域名服务器负责管理特定顶级域名下的所有二级域名服务器信息。

5 权威DNS服务器查询

顶级域名服务器响应后,本地DNS服务器得到权威DNS服务器的地址,并向其发送查询请求,权威DNS服务器维护着特定域名的解析记录,它返回最终的IP地址给本地DNS服务器。

6 递归查询与迭代查询

递归查询:在整个查询过程中,如果本地DNS服务器无法直接回答客户端的查询,它会代表客户端向其他DNS服务器进行查询,直到得到最终结果,然后将结果返回给客户端,这种方式称为递归查询。

迭代查询:当本地DNS服务器无法直接回答客户端的查询时,它会告诉客户端下一步应该向哪个DNS服务器进行查询,让客户端自行进行下一步查询,这种方式称为迭代查询。

7 返回结果并缓存

本地DNS服务器将查询结果返回给客户端,并将结果缓存起来以便下次使用,客户端也会将结果缓存起来以备后续访问。

3. DNS记录类型

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DNS记录有多种类型,每种类型都有不同的用途和含义:

A记录:将域名解析为IPv4地址。

AAAA记录:将域名解析为IPv6地址。

CNAME记录:将域名别名指向另一个域名或IP地址。

MX记录:指定邮件服务器的域名和优先级。

NS记录:指定域名的权威DNS服务器。

TXT记录:存储任意文本信息,常用于SPF记录以防止邮件伪造。

4. DNS缓存与TTL

为了提高解析效率和减少网络流量,DNS使用缓存机制来存储解析结果,每个缓存条目都有一个TTL(Time To Live)值来指示该条目的有效时间,TTL值过后,缓存条目将被删除并重新进行解析。

5. 常见问题与解答

1 什么是DNS缓存污染?如何防范?

:DNS缓存污染是指某些网络运营商或中间人对DNS查询结果进行篡改或插入错误的结果,导致用户无法访问正确的网站或受到恶意引导,防范措施包括:

使用可信的DNS服务器,如Google的8.8.8.8和8.8.4.4。

定期清理DNS缓存。

使用DNSSEC(DNS Security Extensions)来增加DNS的安全性。

5.2 为什么有时候修改了DNS记录后很长时间才生效?

:修改DNS记录后不会立即生效的原因是因为DNS缓存的存在,各级DNS服务器都会缓存解析结果以提高查询效率,而这些缓存条目可能有不同的TTL值,即使DNS记录被修改了也需要等待各级缓存过期后才能看到更新的结果,通常情况下,全球范围内所有缓存完全过期可能需要最长48小时。

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