前端需要知道的 DNS

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前端需要知道的 DNS

什么是 DNS​

需要先介绍为什么需要域名,一方面是便于流通好记的,当然基于 ip 去定位资源是比较繁琐的,特别是在现在 ipv6 的情况下。在这是为了可以在业务层面更好的去更换 ip 地址,域名肯定是唯一的, 但是随着公司业务逐渐开发发展服务弹性伸缩负载均衡高可用等,使得统一个域名不用用户解析出的 ip 是不一样的,所以域名也可以保证与 ip 的解耦。保证服务可以随着业务逐步迭代。同时,DNS解析作为网络请求过程中第一步,DNS 解析的性能也是非常重要的。所以需要设置合理的 DNS 解析架构。

那什么是 DNS 呢,DNS 本质是为了维护域名和 ip 的映射关系的服务,同时 DNS 分为了公网的 DNS 以及私有的 DNS 服务。

域名结构

比如一个域名 mail.tsinghua.edu.cn. 这个域名分为了几个层次,比如根 . , 顶级域名 cn,二级域名 edu,三级域名 tsinghua,四级域名 mail,如下图所示:
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根域名服务器: 根级 DNS 服务全球一共有 13 集群,其中 10 个在美国,其他分别在英国、瑞典、日本。根服务器主要用来管理互联网的主目录。大部分采用 anycast + BGP 方式管理服务集群,anycast 技术可以是的多台服务对外暴露同一个 ip 地址,由路由层面的 BGP 机房选择一个就近的服务器进行解析任务。根域名服务器存储了顶级的 NS(name server 域名服务器) 列表。

顶级域名服务器:顶级域名主要描述了该域名的性质,一是国家和地区顶级域名(ccTLDs),目前200多个国家都按照ISO3166国家代码分配了顶级域名,例如中国是cn,日本是jp等;二是通用顶级域名(gTLDs),例如表示工商企业的.com,表示网络提供商的 .net,表示非盈利组织的 .org等。三是新顶级域名(New gTLD)如通用的 .xyz、代表“高端”的 .top、代表“红色”的 .red、代表“人”的 .men 等一千多种。

二级域名服务器:一般是指域名注册人选择使用的网上名称,如“yahoo.com”;上网的商业组织通常使用自己的商标、商号或其他商业标志作为自己的网上名称,如“microsoft.com”。二级以上的域名都是非注册类型的域名可以每一个服务自己去定义。

权威域名服务器:值提供 ip 解析能力的,或者能够控制最终 ip 地址解析的服务器,一般是 二级域名服务器。

Local DNS: 用户上网需要通过 ISP(互联网服务提供商, 比如电信、网通等) 的网络接入互联网, ISP 会分配给用户一个 DNS 服务器,该服务器就是 Local DNS。Local DNS 能够不断迭代 根 NS、顶NS、权威 NS,直到能够解析出该域名 ip 后返回给用户。

DNS 解析原理

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用户接入 ISP 提供的网络后,会给用户分配一个 ISP 提供的解析 DNS 的 ip 地址,称为 Local DNS。

  1. 用户在浏览器中输入网址开始访问 www.aaa.com。首先会将 www.aaa.com 进行域名地址的解析工作,解析成 ip 地址。

  2. 浏览器会从本地缓存中查看是否有之前访问过 www.aaa.com 域名 DNS 解析缓存,这个缓存一般是 1min 左右(不同的浏览器不一致), 同时对于 chrome 浏览器你可以通过 chrome://net-internals/#dns 链接清除浏览器本地缓存的 DNS 解析。如果没有对应域名的缓存,会继续访问设备上本地 host。

  3. 本地 host 是一个 域名和解析 ip 的映射表,在 Linux 里是位于“/etc/hosts”文件中,在 Windows 里是位于 “C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts” 文件中。如果没有对应的域名的映射,则浏览器的网络模块会读取设备被分配的 Local DNS 地址,给 ISP 分配的 Local DNS 发送域名解析请求,要求 Local DNS 对 www.aaa.com 地址进行解析,最终给浏览器解析的 ip 地址或者解析错误日志信息。


  1. 这里 Local DNS 一般在电脑网络模块中的 DNS 中都会又看到,当然也可以修改 Local DNS, 比如改写成 8.8.8.8, 或者公司内部的 DNS 解析服务。Local DNS 得到用户的请求后,会根据域名的结构,从根NS **迭代 **的请求各个 NS 得到解析后的 ip。Local DNS 服务器中保存了 13 处 根域名服务器地址(几乎根域名服务器地址是不会更换的)。Local DNS 会将 www.aaa.com 的解析地址请求发送给选择的一个就近的根域名服务器。


  1. 根域名服务器地址发现这个域名是属于 .com 顶级域名下的,则返回 .com 顶级NS列表 和 IP 地址给 Local DNS 。Local DNS 得到顶级 NS 列表后,进一步选择一个就近的顶级 NS 服务器,去请求解析结果。


  1. 顶级 NS 接收到来自 Local DNS 请求后,发现这是来自于 .aaa 这个二级域名下的,它把在它这里登记注册的 aaa.com NS列表返回给 local DNS。此时返回一个 CNAME 地址 www.aaa.lxdns.com。

  2. local DNS 发现返回的 NS 列表中通过 NS 策略选择出一个 CNAME 记录,所以就是用 www.aaa.lxdns.com 地址继续重复 4 5 6 步骤 直到请求到 lxdns.com NS。


  1. 在 lxdns.com NS 中成功解析出 www.aaa.lxdns.com A 记录,将 ip 1.1.1.1 返回给 Local DNS,Local DNS 返回给浏览器,浏览器发出 http 请求到 1.1.1.1 服务中开始请求内容。

在整个过程中涉及到了 Local DNS 如果选择各个 NS 返回的下一个 NS 列表中唯一一个 ip 的问题,一般对于 bind9 等软件都实现了通过多点部署 DNS 就近选择。

DNS 自定义区域

image.pngimage.png

DNS 常用命令

1. 查看域名对应的 NS

dig 域名 可以查看域名的解析 NS 列表,同时也可以看出缓存时间

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2. 指定 Local DNS 进行域名解析

dig @LocalDNSIP 域名 可以使用这个方法进行 CDN 的调度测试

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3.查看 DNS 的 TTL

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4.查看 DNS 完整解析路径

dig +trace 域名 +additional

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5.测试网络延迟

ping serverIp

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DNS 性能分析

CNAME 次数过多

设置 TTL 不合理

DNS 多点就近部署架构升级

企业内网 DNS

  • 内网 web 服务
  • hostname 应该设置为 FQDN 如何维护主机名和内网 ip 关系
  • 一些中间件需要迁移扩容,所以需要使用域名对外服务
  • 对解析域名有更高的要求(安全-dnssec 效率-ttl)
  • 使用 bind9 工具去实现

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