DNS域名系统

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一、什么是DNS?

DNS（Domain Name System，域名系统），是互联网中用于将人类可读的域名（如www.example.com）解析为机器可读的IP地址（如192.0.2.1）的分布式数据库系统，作用是将域名解析到ip地址

互联网的 “地址簿”

DNS系统的作用
正向解析：根据主机名称（域名）查找对应的IP地址
反向解析：根据IP地址查找对应的主机域名

关键技术

1. 缓存机制：减少重复查询，提升速度
   DNS 服务器会将已查询过的 “域名 - IP 映射” 暂存到缓存中（缓存时长由域名的 “TTL 值” 决定，通常为几分钟到几小时）。下次同一域名查询时，直接从缓存返回结果，无需重复向上级查询，大幅缩短解析时间

2. 负载均衡：避免单点压力
   大型网站会有多台服务器对应同一域名（不同 IP）。DNS 服务器可通过 “轮询”“地域优先” 等策略，将不同用户解析到就近或负载较低的服务器，既提升访问速度，又避免单台服务器过载

3. 容错与冗余：保障服务不中断
   多节点部署：权威 DNS 服务器通常部署多个节点（如国内 + 海外），若某节点故障，其他节点可继续提供服务；
   递归查询重试：本地 DNS 服务器若查询某上级服务器超时，会自动重试或切换到其他上级服务器，避免解析失败

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二、DNS的域名层级

核心设计是树形层级结构，通过 “自上而下的层级划分” 解决了互联网中海量设备的域名与 IP 地址映射问题

1. 根域

没有实际名称，仅用.（句点）表示
例如完整域名www.example.com的 “全称” 其实是www.example.com.，末尾的.即根域，日常使用中会省略

作用：根域不存储具体的域名解析记录，仅负责 “指引方向”—— 当本地 DNS 服务器无法解析某个域名时，会首先向根 DNS 服务器请求，根服务器会返回该域名对应的 “顶级域 DNS 服务器” 地址，引导解析流程向下一层级推进
全球共有 13 组根 DNS 服务器（用字母 A~M 标识）

2. 顶级域

根域的直接子节点，是域名中最靠右的部分。主要包括组织域（也称为通用顶级域）和国家地区域

类型	典型案例
组织域	.com（商业）、.org（非营利）、.edu（教育）、.gov（政府）、.net（网络服务）、.mil（军事部门）、.int（国际组织）
国家地区域	.cn（中国）、.us（美国）、.jp（日本）、.uk（英国）、.hk（中国香港）

3. 二级域

标识 “具体的组织、个人或服务”，是域名的 “身份标识”—— 例如baidu.com中的baidu直接对应百度公司，taobao.com中的taobao对应淘宝平台

二级域的所有者可自主创建 / 删除三级域（无需向注册商申请），只需在该二级域的权威 DNS 服务器（主 DNS / 从 DNS）中添加对应的子域解析记录即可

4. 三级域（子域）

用于区分二级域下的 “不同服务或部门”，实现资源的分类管理

部分场景中，“三级域” 与 “主机名” 可能重合，本质是简化了层级划分，不影响解析逻辑

5. 主机名

DNS 树形结构的 “叶子节点”，是域名的最左侧部分，直接对应 “具体的网络设备”（如服务器、路由器、终端设备）

标识 “某个子域下的具体设备”，是域名解析的 “最终目标”

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三、DNS服务器的分类

服务器类型	核心功能	数据来源
权威 DNS 服务器	存储某域名的官方解析记录（最终答案），是 “域名解析的源头” ，负责返回ip	管理员手动配置（
缓存 DNS 服务器	暂存 “已查询过的解析结果”，加速重复查询，不存官方记录	从其他服务器（权威 / 根 / 顶级域）查询并缓存
主权威 DNS 服务器	权威服务器的 “主节点”，直接存储 / 修改解析记录，是从服务器的 “数据源”	管理员直接编辑
从权威 DNS 服务器	权威服务器的 “备份节点”，通过区域传输（AXFR/IXFR），主服务器宕机后，它可替代提供解析同步主服务器记录	从主权威服务器同步
递归 DNS 服务器	接收用户查询后，“替用户查到底”（从根→顶级域→权威），返回最终结果	逐层查询并缓存

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四、DNS的解析过程

以访问www.qq.com为例

1. 先查看本地缓存
   操作系统和浏览器会检查本地 DNS 缓存，看是否已经缓存了该 FQDN 对应的 IP 地址。如果有，则直接使用缓存结果，解析过程结束

2. 查看hosts文件配置的域名解析

3. 向本地域名服务器进行递归查询，先查看缓存，查看本地数据库文件，是否有记录，没有再问根域名服务器

4. 本地域名服务器采用迭代查询，先向根域名服务器查询，逐步向下查询

   • 查询根域名服务器：根域名服务器返回负责.com 顶级域的顶级域名服务器地址
   • 查询顶级域名服务器：顶级域名服务器返回负责 qq.com 域的权威域名服务器地址
   • 查询权威域名服务器：权威域名服务器返回 www.qq.com 对应的 IP 地址

5. 客户机缓存dns记录

6. 客户机使用ip地址去访问服务器

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五、DNS的记录类型

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六、FQDN（完全限定域名）

FQDN（Fully Qualified Domain Name，完全限定域名）是 DNS 系统中用于精确定位网络资源的完整域名格式，它包含从主机名到顶级域名的完整层级结构，能够在全球范围内唯一标识一个网络节点

• FQDN 是域名的完整形式，包括主机名和所有父域
• DNS 解析 是将 FQDN 转换为 IP 地址的过程，通过递归和迭代查询实现
• FQDN 解析是互联网通信的基础，确保用户能够通过易记的域名访问网络资源

在实际使用中，末尾的根域点号（.）通常可以省略，但在 DNS 配置中，点号表示根域，是 FQDN 的完整形式

FQDN 的解析过程是 DNS 系统的核心功能，它将 FQDN 转换为对应的 IP 地址