DNS 是互联网 核心协议之一。不管是 上网浏览，还是 编程开发，都需要了解一点它的知识。

DNS是什么

DNS （Domain Name System 的缩写）的作用非常简单，就是根据域名查出IP地址。你可以把它想象成一本 巨大的电话本。

举例来说，如果你要访问域名www.baidu.com，首先要通过DNS查出它的IP地址是220.181.57.216和123.125.115.110。

查询过程

虽然只需要返回一个IP地址，但是DNS的查询过程非常复杂，分成 多个步骤。

工具软件dig可以显示 整个查询过程。

$ dig www.baidu.com

上面的命令会输出六段信息。

第一段是查询参数和统计
第二段是查询内容

上面结果表示，查询域名www.baidu.com的A记录，A是address的缩写。

第三段是DNS服务器的答复

上面结果显示，www.baidu.com有 三个A记录，即 三个IP地址。294 是TTL值（Time to live 的缩写），表示 缓存时间，即 600 秒之内 不用重新查询。

第四段显示www.baidu.com的NS记录（Name Server的缩写），即 哪些服务器 负责管理www.baidu.com的DNS记录。

上面结果显示www.baidu.com共有五条NS记录，即 五个域名服务器，向其中任一台查询就能知道www.baidu.com的IP地址是什么。

第五段是上面四个域名服务器的IP地址
第六段是DNS服务器的一些传输信息。

上面结果显示，本机的DNS服务器是192.168.3.1，查询端口是53（DNS服务器的默认端口），以及回应长度是271字节。

如果不想看到这么多内容，可以使用+short参数。

$ dig +short www.baidu.com
www.a.shifen.com.
115.239.211.112
115.239.210.27

上面命令只返回www.baidu.com对应的 2 个IP地址（即A记录）和一个CNAME(Canonical Name,后文有介绍)。

DNS服务器

下面我们根据前面这个例子，一步步还原，本机到底怎么得到域名www.baidu.com的IP地址。

首先，本机一定要知道DNS服务器的IP地址，否则上不了网。通过DNS服务器，才能知道某个域名的IP地址到底是什么。

DNS 服务器的IP地址，有可能是 动态的，每次上网时由 网关分配，这叫做DHCP机制；也有可能是事先指定的 固定地址。MacOS系统里面，DNS服务器的IP地址保存在/etc/resolv.conf文件。

上例的DNS服务器是192.168.3.1，这是一个内网地址。有一些公网的DNS服务器，也可以使用，其中最有名的就是Google的8.8.8.8和Level 3的4.2.2.2。

本机只向自己的DNS服务器查询，dig命令有一个@参数，显示向其他DNS服务器查询的结果。

$ dig @8.8.8.8 www.baidu.com

上面命令指定向DNS服务器8.8.8.8查询。

域名的层级

DNS 服务器怎么会知道每个域名的IP地址呢？答案是分级查询。

请仔细看前面的例子，每个域名的尾部都多了一个点。

比如，域名www.baidu.com显示为www.baidu.com.。这不是疏忽，而是 所有域名的尾部，实际上都有一个 根域名。

举例来说，www.example.com真正的域名是www.example.com.root，简写为www.example.com.。

因为，根域名.root对于 所有域名 都是一样的，所以平时是 省略的。

根域名的 下一级，叫做 顶级域名（top-level domain，缩写为TLD），比如.com、.net；

再下一级叫做 次级域名（second-level domain，缩写为SLD），比如www.example.com里面的.example，这一级域名是用户可以 注册的；

再下一级是主机名（host），比如www.example.com里面的www，又称为 三级域名，这是用户在自己的域里面为服务器分配的名称，是用户可以 任意分配的 。

总结一下，域名的层级结构如下。

主机名.次级域名.顶级域名.根域名

# 即

host.sld.tld.root

DNS的记录类型

域名与IP之间的对应关系，称为记录（record）。根据使用场景，记录可以分成不同的类型（type），前面已经看到了有 A记录。

常见的DNS记录类型如下:

A：地址记录（Address），返回域名指向的IP地址
NS：域名服务器记录（Name Server），返回保存 下一级域名信息的服务器地址。该记录只能设置为域名，不能设置为IP地址。
MX：邮件记录（Mail eXchange），返回接收电子邮件的服务器地址。
CNAME：规范名称记录（Canonical Name），返回另一个域名，即当前查询的域名是另一个域名的跳转，详见下文。
PTR：逆向查询记录（Pointer Record），只用于从IP地址查询域名

一般来说，为了服务的安全可靠，至少应该有 两条NS记录，而A记录和MX记录也可以有多条，这样就提供了服务的 冗余性，防止出现单点失败。

CNAME 记录主要用于域名的内部跳转，为服务器配置提供灵活性，用户感知不到。举例来说，www.baidu.com这个域名就是一个CNAME记录。

$ dig www.baidu.com

...

;; ANSWER SECTION:
www.baidu.com.		1091	IN	CNAME	www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com.	200	IN	A	115.239.211.112
www.a.shifen.com.	200	IN	A	115.239.210.27

上面结果显示，www.baidu.com的CNAME记录指向www.a.shifen.com。也就是说，用户查询www.baidu.com的时候，实际上返回的是www.a.shifen.com的IP地址。

这样的好处是，变更服务器IP地址的时候，只要修改www.a.shifen.com这个域名就可以了，用户的www.baidu.com域名不用修改。

由于CNAME记录就是一个替换，所以域名一旦设置CNAME记录以后，就不能再设置其他记录了（比如A记录和MX记录），这是为了 防止产生冲突。举例来说，foo.com指向bar.com，而两个域名各有自己的MX记录，如果两者不一致，就会 产生问题。由于顶级域名通常要设置MX记录，所以一般 不允许用户对顶级域名 设置CNAME记录。

PTR 记录用于从IP地址反查域名。dig命令的-x参数用于查询PTR记录。

$ dig -x 192.30.252.153

...

;; ANSWER SECTION:
153.252.30.192.in-addr.arpa. 3600 IN PTR pages.github.com.

上面结果显示，192.30.252.153这台服务器的域名是pages.github.com。

逆向查询 的一个应用，是可以 防止垃圾邮件，即 验证发送邮件 的IP地址，是否真的有它所声称的域名。

dig 命令可以查看指定的 记录类型。

$ dig a github.com
$ dig ns github.com
$ dig mx github.com

其他DNS工具

除了dig，还有一些 其他小工具 也可以使用。

host 命令

host 命令可以看作dig命令的简化版本，返回当前请求域名的各种记录。

$ host baidu.com
baidu.com has address 123.125.115.110
baidu.com has address 220.181.57.216
baidu.com mail is handled by 20 mx1.baidu.com.
baidu.com mail is handled by 20 jpmx.baidu.com.
baidu.com mail is handled by 20 mx50.baidu.com.
baidu.com mail is handled by 10 mx.maillb.baidu.com.
baidu.com mail is handled by 15 mx.n.shifen.com.

host 命令也可以用于 逆向查询，即从IP地址查询域名，等同于dig -x <ip>。

$ host 192.30.252.153

153.252.30.192.in-addr.arpa domain name pointer pages.github.com.

nslookup 命令

nslookup 命令用于 互动式地查询域名记录。

$ nslookup

> www.baidu.com
Server:		192.168.3.1
Address:	192.168.3.1#53

Non-authoritative answer:
www.baidu.com	canonical name = www.a.shifen.com.
Name:	www.a.shifen.com
Address: 115.239.211.112
Name:	www.a.shifen.com
Address: 115.239.210.27

whois 命令

whois 命令用来查看 域名的注册情况。

$ whois baidu.com