先声明，这篇文章是看了别人写的之后，自己也想去补充一下这个知识，所以查阅了很多资料，也去拿到了后面用到的书籍，所以有点类同轻点喷 hhh
一、这样的面试题你一定遇到过
🧒：浏览器从输入URL到显示页面发生了什么？
🧑: 巴拉巴拉从网络到渲染说了一通后
🧒：可以说得再细一点吗
🧑: 额...
今天我们就来说一下这个流程中的第一步。
首先我们得先知道输入URL的内容是什么，肯定要么是域名要么是IP地址。我们都知道，输入url回车之后是去对应的主机拿资源，那这个过程中数据的通信肯定得用到路由器或者交换机，但是他们都只能识别IP，不能识别我们输入的域名（不只是这一个原因），毕竟物理层决定了应用层的一些东西。所以我们这个流程的第一步就是通过域名去将对应的主机IP拿到。所以这个时候就需要一个系统或者工具去获取。这个就是我们要讲的域名系统。在讲之前，关于主机的标识（域名和ip）可以看看先简单介绍。
1、域名
因特网上的主机和人类一样，可以用多种方式进行标识。主机的一种标识方法是用它的主机名，也就是域名。
2、IP地址
ip（ipV4）地址有四个字节，以句号分隔开，表示0 ~ 255的十进制数字。为什么说IP地址是有层次结构，因为当我们从左至右扫描时，我们会得到越来越具体的关于主机在众多网络中的位置信息。
二、什么是DNS。
DNS 即域名系统，全称是 Domain Name System。主要任务：将主机名转换未IP地址。下面是摘自《计算机网络：自顶向下方法》的概念：
DNS是：
1、一个由分层的 DNS 服务器实现的分布式数据库 2、一个使得主机能够查询分布式数据库的应用层协议
所以我们得到几个重要的信息。它是一个分层的 DNS 服务器实现的 分布式数据库、也是应用层的协议
三、什么是分布式
❝
分布式是计算机的一种算法，一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给多个计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。
❞
对于DNS来说，世界上没有一台DNS服务器有因特网网上所有主机的映射，每台DNS只负责部分映射（因为全球只有13个根DNS服务器，美国占据9台，中国无）。
四、什么是分层
大致来说，DNS服务器有3种类型：根DNS服务器、顶级域（Top-Level Domain,TLD)DNS服务器和权威DNS服务器。他们层次结构如下：图片来源：《计算机网络：自顶向下方法》
根DNS服务器
根 DNS 服务器的作用是什么呢？就是管理它的下一级，也就是顶级域 DNS 服务器。通过询问根 DNS 服务器，我们可以知道一个主机名对应的顶级域 DNS 服务器的 IP 是多少，从而继续向顶级域 DNS 服务器发起查询请求。关于根服务器的数量和管理如下图：
顶级域 DNS 服务器
比如 www.baidu.com,那 com 是顶级域名，常见的顶级域名还有 cn、org、edu 等。顶级域 DNS 服务器，也就是 TLD，提供了它的下一级，也就是权威 DNS 服务器的 IP 地址。
权威 DNS 服务器
权威 DNS 服务器可以返回主机 - IP 的最终映射。
除了上面重要的DNS以外ia，还有一类很重要的DNS，本地DNS服务器。
五、本地DNS服务器
我们从上面DNS层次结构中并没有看见有本地DNS服务器，因为从严格来说，它不属于改服务器的层次结构中，但是它对DNS层次结构是重要的。每个ISP（一个大学、一个公司、一个居民区的ISP）都有一台本地DNS服务器。当主机发出 DNS 请求时，该请求被发往本地 DNS 服务器，本地 DNS 服务器起着代理的作用，并负责将该请求转发到 DNS 服务器层次结构中。
接下来就让我们通过一个简单的例子，看看 DNS 的查询过程是怎样的，看看客户端、本地 DNS 服务器、DNS 服务器层次结构之间是如何交互的。
如下图，假设主机 m.n.com 想要获取主机 a.b.com 的 IP 地址，会经过以下几个步骤：
1
首先，主机 m.n.com 向它的本地 DNS 服务器发送一个 DNS 查询报文，其中包含期待被转换的主机名 a.b.com；
2
本地 DNS 服务器将该报文转发到根 DNS 服务器；
3
该根 DNS 服务器注意到 com 前缀，便向本地 DNS 服务器返回 com 对应的顶级域 DNS 服务器（TLD）的 IP 地址列表。
意思就是我知道a.b.com的IP可能所在的 TLD 服务器列表。
4
本地 DNS 服务器则向其中一台 TLD 服务器发送查询报文；
5
该 TLD 服务器注意到 b.com 前缀，便向本地 DNS 服务器返回权威 DNS 服务器的 IP 地址。
6
本地 DNS 服务器又向其中一台权威服务器发送查询报文；
7
终于，该权威服务器返回了 a.b.com 的 IP 地址；
8
本地 DNS 服务器将 a.b.com 跟 IP 地址的映射返回给主机 m.n.com，m.n.com 就可以用该 IP 向 a.b.com 发送请求啦。
到这里，你是不是觉得上面的这个查询很熟悉，一个输入条件、一个不断循环去拿IP、最后返回IP给本地DNS服务器，所以这个地方从主机向本地DNS服务器发出的查询就相当于是递归查询。然后在查询过程中用了迭代。
当然，并不是所有的DNS查询都是用 递归 + 迭代 模式。也可以是单一的递归或者 迭代。例如下面就是只有递归。
六、DNS 缓存
并不是每次请求都会走DNS这个流程，因为一般根DNS服务器不会有大的变动，所以就做了DNS缓存。一般的缓存有浏览器、本地的hosts文件、本地DNS解析器缓存、服务器缓存。这些都是在DNS 查询的过程中，当某一台 DNS 服务器接收到一个 DNS 应答（例如，包含某主机名到 IP 地址的映射）时，它就能够将映射缓存到本地，下次查询就可以直接用缓存里的内容。当然，缓存并不是永久的，每一条映射记录都有一个对应的生存时间，一旦过了生存时间，这条记录就应该从缓存移出。 当然。有了缓存，大多数 DNS 查询都绕过了根 DNS 服务器，需要向根 DNS 服务器发起查询的请求很少。
到这里。关于DNS的细节就了解清楚啦。
参考资料： 1、计算机网络：自顶向下方法（书籍，需要的私我）。2、根服务器全球部署信息 3、[阮大神技术文章根域名的知识](www.ruanyifeng.com/blog/2018/0… 4、juejin.cn/post/699034…
