我正在忙于工作（摸鱼），突然看到产品妹子发消息过来...
👩：什么是 DNS
👩：公司项目最近不是在搞 IPv6 吗，经常有听到 DNS ，这是个啥东西？
👨：域名系统 DNS (Domain Name System)是互联网使用的命名系统
👩：? ? ?
👨：举个例子：我们在网址上输入 www.baidu.com ，背后实际是在和互联网上某个主机 IP 地址通信，电脑怎么知道域名对应的 IP 地址，这就需要 DNS 了。
至于为啥不用域名进行通信，因为域名的长度是不固定的，有 baidu.com，也有 bilibili.com，机器处理起来比较困难。IP 的地址就是固定的32位二进制地址（如果是 IPv6，就是128位），例如：199.59.149.231。
但也不能在网址上输入 IP 地址，这个也太难记了
👩：原理是什么呀
👨：原理这东西，得慢慢和你说...
域名和域名服务器
域名
上图是域名构成结构，他们之间是用英文符号 . 去连接
根是没有名字的，例如 www.baidu.com ，完整的的写法应该是 www.baidu.com. ，你可以用 ping 和 curl 等工具去访问一下（浏览器是不行的）
根的下一级是顶级域名，通用顶级域名有：com(公司企业），net（网络服务机构），org（非营利机构），int（国际组织），edu（美国专用的教育机构），gov（美国的政府机构)，mail(美国的军事部门）。
域名在互联网中是唯一的
域名服务器
根域名服务器是最高层次的域名服务器，由13个固定的 IP 地址和域名组成，分别为 a.rootservers.net，...，m.rootservers.net，他管理着所有顶级域名服务器的 IP 地址。
但他不是由 13 台服务器组成（全世界互联网这么多人，也不够用啊），实际是由 13 套系统构成 13 组服务器遍布全世界（2020 年 3 月的数据是 1375 台），因为他用了任播（anycast)技术，所以当 DNS 客户端向某个 IP 地址发起请求时，他能找到离客户端最近的一个服务器和他通信。
顶级域名服务器，他管理着所有权限域名服务器的 IP 地址，例如: baidu.com 域名服务器
权限域名服务器，他管理着三级/四级以及更多级域名的 IP 地址，例如：www.baidu.com
域名的解析过程
还是以电脑浏览器输入 www.baidu.com 为例，以下是整个解析过程：
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浏览器输入地址后，解析器 (电脑的解析程序），把待解析的域名（
www.baidu.com）放到请求报文中，并成为 DNS 的一个客户端 -
DNS 客户端首先向本地 DNS 服务器发起请求，因为他没有缓存
www.baidu.com的 IP 地址，所以他暂时成为 DNS 的另一个客户端，并向其他域名服务器发起查询请求（递归查询） -
本地 DNS 服务器采用迭代查询，他先向其中一个根域名服务器查询请求
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根域名服务器根据请求报文，得知他的顶级域名是
com，返回了一组com顶级域名服务器的 IP 地址 -
本地 DNS 服务器向顶级域名服务器发起查询请求
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顶级域名服务器返回了一组权限域名服务器的 IP 地址
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本地 DNS 服务器向权限服务器发起查询请求
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权限服务器返回了
www.baidu.com的 IP 地址 -
本地 DNS 服务器把 IP 地址返回了 DNS 客户端
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最后 DNS 客户端告诉了 IP 地址给浏览器
递归查询：本地 DNS 服务器收到客户的请求后，他并不知道 www.baidu.com 的 IP 地址，所以他就以 DNS 客户端的身份，向其他域名服务器发起请求，得到最终结果后才告诉 DNS 客户端，这样的查询方式就叫递归查询。
迭代查询：本地 DNS 服务器向根域名服务器发起查询请求时，他不直接返回 www.baidu.com 的 IP 地址，而是告诉你下一步要去找的域名服务器 IP 地址，让你自己发起查询请求，这样的查询方式就叫迭代查询。
关于 第 3 至 8 步骤，也可以使用递归查询的方式，如图：
这样本地 DNS 服务器只需要发送一次查询请求，后面都是域名服务器用递归查询的方式进行传输，但总的报文次数也是和迭代一样的。
本地 DNS 服务器选择递归还是迭代查询，取决于最初的请求报文
DNS 缓存
为了减轻根域名服务器和互联网上 DNS 的报文数量，域名服务器广泛使用了缓存
假如：我们已经访问过 www.baidu.com ，上面的解析过程已经走过一遍，本地 DNS 服务器知道了www.baidu.com 域名的 IP 地址，所以当 DNS 客户端发起查询请求时，他能直接返回www.baidu.com IP 地址，不用再走下面的步骤。
又假如：本地 DNS 服务器缓存里没有 www.baidu.com 域名的 IP 地址，但缓存了 com 顶级域名服务器的 IP 地址，这样他就能不通过根域名服务器，向顶级域名服务器发起查询请求，然后返回 www.baidu.com 的 IP 地址。
缓存时间由权限域名服务器设置，即 TTL ，每次他响应查询请求时，都会加上这个值。
👩：好复杂啊...
👩：那假如世界上只有一台 DNS 服务器，然后缓存所有互联网域名的 IP 地址，那我直接请求他不就行了
👨：理论上是可以的，但互联网域名这么多，一台服务器压力肯定承载不了，而且发生故障时，所有人都冲不了浪
👩：浏览网页不行，我上微信和刷抖音应该没问题吧
👨：也是一样的，微信和抖音也有用到 DNS ，表面上你是看不到域名这个东西，但背后他实际也是通过域名和互联网服务器通信的。
👩： Soga
