DNS 如何将 xxxhub.com 转化为 IP 地址？

DNS（Domain Name System）域名管理系统是用户使用浏览器访问网站时使用的第一个重要协议。 DNS解决域名与IP地址的映射问题。

DNS:域名系统

在实际使用中，有些情况下浏览器可以在不使用DNS 的情况下了解域名到IP 地址的映射。浏览器通常在本地维护主机列表。首先检查你要访问的域名是否包含在主机列表中，如果有则直接提取对应的IP地址记录。如果本地主机列表中没有该域名和IP对应的记录，则DNS将首次启动。

DNS 当前的设计采用分布式、分层数据库结构。 DNS是基于UDP协议的应用层协议，端口号为53。

TCP/IP 各层协议概述

DNS 服务器

DNS服务器从下到上可以分为以下几个级别（所有DNS服务器都属于以下四类之一）：

根DNS 服务器。根DNS 服务器提供TLD 服务器的IP 地址。目前全球只有13组根服务器，我国还没有一组。顶级域名DNS 服务器（TLD 服务器）。顶级域名是指com、org、net、edu等域名后缀。各国也有自己的顶级域名，例如uk、fr 和ca。 TLD 服务器提供权威DNS 服务器的IP 地址。权威DNS服务器。所有在Internet 上拥有可公开访问主机的组织都必须提供可公开访问的DNS 记录，将这些主机的名称映射到IP 地址。本地DNS 服务器。每个ISP（互联网服务提供商）都有自己的本地DNS 服务器。当主机发出DNS 请求时，请求会发送到本地DNS 服务器，本地DNS 服务器充当代理并将请求沿DNS 层次结构转发。严格来说，它不属于DNS 层次结构的一部分。

世界上并不是只有13 台根服务器。这是许多人的常见误解，互联网上的许多文章也提到了这一点。事实上，目前根服务器的数量远远超过这个数量。事实上，DNS根服务器最初分配有13个IP地址，每个IP地址对应不同的根DNS服务器。然而，随着互联网的快速发展和壮大，这种原有的架构已经不再适合当今的需求。为了提高DNS 的可靠性、安全性和性能，我们目前在这13 个IP 地址上每个都有多个服务器，到2023 年底，根服务器总数将达到600 多个，并且未来还会有更多。

DNS 工作流程

下图是一个例子，介绍了DNS查询和解析过程。 DNS查询解析过程分为两种模式。

迭代递归

下图展示了实践中常用的一种方法。从请求主机到本地DNS 服务器的查询是递归的，其余查询是迭代的。

现在主机cis.poly.edu 想知道gaia.cs.umass.edu 的IP 地址。假设主机cis.poly.edu 的本地DNS 服务器是dns.poly.edu，gaia.cs.umass.edu 的权威DNS 服务器是dns.cs.umass.edu。

首先，主机cis.poly.edu 向本地DNS 服务器dns.poly.edu 发送DNS 请求。查询消息中包含翻译后的域名gaia.cs.umass.edu。本地DNS服务器dns.poly.edu检查其本地缓存，发现它不知道gaia.cs.umass.edu的IP地址在哪里，因此它必须向根服务器发送请求。根服务器识别出请求数据包包含edu 顶级域，并告诉本地DNS 它可以将请求定向到edu TLD DNS，因为目标域名的IP 地址可能存在。本地DNS 获取edu 的TLD DNS 服务器地址并向其发送请求，询问gaia.cs.umass.edu 的IP 地址。 edu 的TLD DNS 服务器尚不知道所请求域名的IP 地址，但它注意到该域名具有umass.edu 前缀，因此它通告自己是umass.edu 的权威服务器返回本地。域名系统。可以记录目标域名的IP地址。这次，本地DNS将请求发送到权威DNS服务器dns.cs.umass.edu。最后，由于gaia.cs.umass.edu在权威DNS服务器上注册，并且其IP地址记录在这里，因此权威DNS成功将IP地址返回给本地DNS。最后，本地DNS检索目标域名的IP地址，并将其返回给请求主机。

除了迭代查询之外，还有递归查询，如下所示。具体过程与上面类似，只是顺序不同。

此外，DNS 缓存位于您的本地DNS 服务器上。由于世界上的根服务器很少，超过600 个，分为13 个组，并且顶级域的数量有限，因此您的本地DNS 通常有许多缓存的TLD DNS 服务器。实际的搜索过程不需要访问根服务器。根服务器通常会被跳过并且不需要。这提高了DNS 查询的效率和速度，并减轻了根服务器和TLD 服务器的负担。

DNS 报文格式

DNS报文的格式如下图所示。

DNS消息分为查询消息和响应消息，这两种格式的消息结构是相同的。

标识符。 16位用于标识查询。该标识符被复制到查询的响应消息中，因此客户端可以使用它来将发送的请求与收到的响应进行匹配。标识。 1位“查询/响应”标志位，0表示查询消息，1表示响应消息。 1 位“权威”标志位（如果DNS 服务器是所请求名称的权威DNS 服务器，并且响应消息使用“权威”标志）；1 位“递归请求”标志位。显式请求递归查询执行。在响应消息中用于指示DNS 服务器的支持。递归查询。问题数量、已回答的RR 数量、授权RR 数量、附加RR 数量。显示以下四种数据区域中每一种的出现次数。问题领域。包含被查询的主机的名称和问题的类型。解答区。包含带有原始请求名称的资源记录。一条响应消息的响应区域可以包含多个RR，因此单个主机名可以包含多个IP地址。一个权力领域。包含来自其他权威服务器的记录。附加区域。包含其他有用的记录。

DNS 记录

当DNS 服务器响应查询时，数据库中的条目称为资源记录(RR)。 RR 提供主机名到IP 地址的映射。 RR 是一个4 元组，包含四个字段：名称、值、类型和TTL。

TTL 是记录的生命周期，决定何时从缓存中删除资源记录。

名称和值字段中的值因类型而异。

如果Type=A，Name为主机名信息，Value为主机名对应的IP地址。这样的RR 记录主机名到IP 地址的映射。对于Type=AAAA（与A 记录非常相似），唯一的区别是A 记录使用IPv4，而AAAA 记录使用IPv6。如果Type=CNAME（规范名记录，实名记录），则Value为别名为Name的主机对应的规范主机名。值该值是规范的主机名。 CNAME 记录将一个主机名映射到另一个主机名。 CNAME 记录用于为现有A 记录创建别名。一个例子如下所示。如果Type=NS，Name是域，Value是权威DNS服务器的主机名，该服务器知道如何获取域中主机的IP地址。此类RR 通常由TLD 服务器发出。如果Type=MX，则Value 是名为Name 的单个邮件服务器的规范主机名。 MX 记录允许您的邮件服务器使用与其他服务器相同的别名。要获取邮件服务器的规范主机名，您需要请求MX 记录。要获取另一台服务器的规范主机名，您需要请求CNAME 记录。

CNAME 记录始终指向另一个域名，而不是IP 地址。假设以下DNS 区域：

登录后复制

名称类型值

————————————————–

bar.example.com。 CNAME foo.example.com。

foo.example.com.A 192.0.2.23

1.2.3.4。

当用户查询bar.example.com时，DNS服务器实际上返回的是foo.example.com的IP地址。

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