万字长文爆肝 DNS 协议!(二)

本文涉及的产品
云解析 DNS,旗舰版 1个月
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
简介: 试想一个问题,我们人类可以有多少种识别自己的方式?可以通过身份证来识别,可以通过社保卡号来识别,也可以通过驾驶证来识别,尽管我们有多种识别方式,但在特定的环境下,某种识别方法可能比另一种方法更为适合。因特网上的主机和人类一样,可以使用多种识别方式进行标识。互联网上主机的一种标识方法是使用它的 主机名(hostname) ,如 www.facebook.com、 www.google.com 等。但是这是我们人类的记忆方式,路由器不会这么理解,路由器喜欢定长的、有层次结构的 IP地址。

DNS 查询步骤

下面我们描述一下 DNS 的查询步骤,从 DNS 解析 IP 再到 DNS 返回的一系列流程。

注意:通常情况下 DNS 会将查找的信息缓存在浏览器或者计算机本地中,如果有相同的请求到来时,就不再会进行 DNS 查找,而会直接返回结果。

通常情况下,DNS 的查找会经历下面这些步骤

  1. 用户在浏览器中输入网址 www.example.com 并点击回车后,查询会进入网络,并且由 DNS 解析器进行接收。
  2. DNS 解析器会向根域名发起查询请求,要求返回顶级域名的地址。
  3. 根 DNS 服务器会注意到请求地址的前缀并向 DNS 解析器返回 com 的顶级域名服务器(TLD) 的 IP 地址列表。
  4. 然后,DNS 解析器会向 TLD 服务器发送查询报文
  5. TLD 服务器接收请求后,会根据域名的地址把权威 DNS 服务器的 IP 地址返回给 DNS 解析器。
  6. 最后,DNS 解析器将查询直接发送到权威 DNS 服务器
  7. 权威 DNS 服务器将 IP 地址返回给 DNS 解析器
  8. DNS 解析器将会使用 IP 地址响应 Web 浏览器

一旦 DNS 查找的步骤返回了 example.com 的 IP 地址,浏览器就可以请求网页了。

整个流程如下图所示

微信图片_20220416150815.png

DNS 解析器

进行 DNS 查询的主机和软件叫做 DNS 解析器,用户所使用的工作站和个人电脑都属于解析器。一个解析器要至少注册一个以上域名服务器的 IP 地址。DNS 解析器是 DNS 查找的第一站,其负责与发出初始请求的客户端打交道。解析器启动查询序列,最终使 URL 转换为必要的 IP 地址。

微信图片_20220416150820.png

DNS 递归查询和 DNS 递归解析器不同,该查询是指向需要解析该查询的 DNS 解析器发出请求。DNS 递归解析器是一种计算机,其接受递归查询并通过发出必要的请求来处理响应。

DNS 查询类型

DNS 查找中会出现三种类型的查询。通过组合使用这些查询,优化的 DNS 解析过程可缩短传输距离。在理想情况下,可以使用缓存的记录数据,从而使 DNS 域名服务器能够直接使用非递归查询。

  1. 递归查询:在递归查询中,DNS 客户端要求 DNS 服务器(一般为 DNS 递归解析器)将使用所请求的资源记录响应客户端,或者如果解析器无法找到该记录,则返回错误消息。

微信图片_20220416150823.png

  1. 迭代查询:在迭代查询中,如果所查询的 DNS 服务器与查询名称不匹配,则其将返回对较低级别域名空间具有权威性的 DNS 服务器的引用。然后,DNS 客户端将对引用地址进行查询。此过程继续使用查询链中的其他 DNS 服务器,直至发生错误或超时为止。

微信图片_20220416150827.png

  1. 非递归查询:当 DNS 解析器客户端查询 DNS 服务器以获取其有权访问的记录时通常会进行此查询,因为其对该记录具有权威性,或者该记录存在于其缓存内。DNS 服务器通常会缓存 DNS 记录,查询到来后能够直接返回缓存结果,以防止更多带宽消耗和上游服务器上的负载。

DNS 缓存

DNS 缓存(DNS caching) 有时也叫做 DNS 解析器缓存,它是由操作系统维护的临时数据库,它包含有最近的网站和其他 Internet 域的访问记录。也就是说, DNS 缓存只是计算机为了满足快速的响应速度而把已加载过的资源缓存起来,再次访问时可以直接快速引用的一项技术和手段。那么 DNS 的缓存是如何工作的呢?

DNS 缓存的工作流程

在浏览器向外部发出请求之前,计算机会拦截每个请求并在 DNS 缓存数据库中查找域名,该数据库包含有最近的域名列表,以及 DNS 首次发出请求时 DNS 为它们计算的地址。

DNS 缓存方式

DNS 数据可缓存到各种不同的位置上,每个位置均将存储 DNS 记录,它的生存时间由 TTL(DNS 字段) 来决定。

浏览器缓存

现如今的 Web 浏览器设计默认将 DNS 记录缓存一段时间。因为越靠近 Web 浏览器进行 DNS 缓存,为检查缓存并向 IP 地址发出请求的次数就越少。发出对 DNS 记录的请求时,浏览器缓存是针对所请求的记录而检查的第一个位置。

chrome 浏览器中,你可以使用 chrome://net-internals/#dns 查看 DNS 缓存的状态。这是基于 Windows 下查询的,我的 Mac 电脑输入上面 url 后无法查看 DNS ,只能 clear host cache,我也不知道为啥,可能是哪里设置的原因?

微信图片_20220416150832.png

操作系统内核缓存

在浏览器缓存查询后,会进行操作系统级 DNS 解析器的查询,操作系统级 DNS 解析器是 DNS 查询离开你的计算机前的第二站,也是本地查询的最后一个步骤。

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