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又到了招聘季了，前兩天遇到一個面試的小夥伴，他說面試官和他聊得很投機，無意中談到了DNS請求的過程。他一時語塞隨便應付了兩句，雖然對方沒有追問的意思，但最後面試結果也並不理想。本著邊面試邊學習的態度，我們來看看DNS請求的過程中涉及到的定義和原理。 DNS的含義和結構 眾所周知，在網際網路中是用IP來標識一臺伺服器的。IP位址雖然能夠代表一臺設備，但是由於記憶起來比較困難，所以將其替換成一個能夠理解和識別的名字，這個名字我們稱作為域名。例如：www.toutiao.com 就是一個域名，在域名後面會定義一個IP位址用來指向網站伺服器。那麼問題來了，誰來做這個從域名到IP位址的對應呢？答案是通過DNS來實現。 DNS 是域名系統（Domain Name System，縮寫：DNS）是網際網路的一項服務。它將域名和IP位址相互映射的一個分布式資料庫，在資料庫中保存域名與IP的對照關係，從而使人更方便地訪問網際網路。 DNS解析是分布式存儲的，從結構上來說最頂層是，根域名伺服器（ROOT DNS Server），存儲260個頂級域名伺服器的IP位址。對於Ipv4來說全球有13個根域名伺服器，它儲存了每個域（如.com .net .cn）的解析和域名伺服器的地址信息。簡單的說，根域名伺服器就是存放頂級域名伺服器地址的。 在根域名伺服器下一級就是，頂級域名伺服器。例如.com的域名伺服器，存儲的是一些一級域名的權威DNS伺服器地址(如toutiao.com的DNS)。 頂級域名又稱一級域名，頂級域名可以分為三類，即gTLD、ccTLD和New gTLD： gTLD：國際頂級域名（generic top-level domains，gTLD），例如：.com/.net/.org等都屬於gTLD； ccTLD：國家和地區頂級域名（country code top-level domains，簡稱ccTLD），例如：中國是.cn域名，日本是.jp域名； New gTLD：新頂級域名（New gTLD），例如：.xyz/.top/.red/.help等新頂級域名。 頂級域名伺服器就是根據上面三類保存域名IP對應數據的。 在頂級域名伺服器下面一級就是，本地域名伺服器（Local DNS）一般是運營商的DNS，主要作用就是代理用戶進行域名分析的。 如圖1 所示，DNS域名伺服器分為三級，從上到下分別是根域名伺服器（Root DNS Server）、頂級域名伺服器（gTLD、ccTLD、New gTLD）、本地域名伺服器（Local DNS Server）。 ... DNS解析原理 說完DNS的結構，再來談談其運行原理。通過用戶訪問網頁的過程，來描述DNS解析以及獲取URL到IP映射的整個過程。其中過程比較複雜，會存在信息的來回傳遞。畫圖的過程中我們會簡化信息來回傳遞的線段，重點放在信息傳遞的路徑，通過9步來詮釋DNS解析過程。 ...圖2 用戶請求以及DNS解析的全過程 ①用戶請求通過瀏覽器輸入要訪問網站的地址，例如：www.toutiao.com。瀏覽器會在自己的緩存中查找URL對應IP位址。如果之前訪問過，保存了這個URL對應IP位址的緩存，那麼就直接訪問IP位址。如果沒有緩存，進入到第2步。 ②通過計算機本地的Host文件配置，可以設置URL和IP位址的映射關係。比如windows下是通過C:windwossystem32driveretchosts文件來設置的，linux中則是/etc/named.confg文件。這裡查找本地的Host文件，看是有IP位址的緩存。如果在文件中依舊沒有找到映射關係，進入第3步。 ③請求Local DNS Server，通過本地運營商獲取URL和IP的映射關係。如果在校園網，DNS伺服器就在學校，如果是小區網絡，DNS伺服器是運營商提供的。總之這個伺服器在物理位置上離發起請求的計算機比較近。Local DNS Server緩存了大量的DNS解析結果。由於它的性能較好，物理上的距離又比較近，它通常會在很短的時間內返回指定域名的解析結果。80%的DNS解析需求在這一步就滿足了。如果在這一步還是沒有完成DNS解析，進入第4步 ④通過Root DNS Server進行解析，ROOT DNS Server會根據請求的URL 返回給Local DNS Server頂級域名伺服器的地址。例如：查詢的是」.com」的域名，就查詢 gTL對應的域名伺服器的地址。 ⑤返回頂級域名伺服器的地址以後，訪問對應的頂級域名伺服器（gTLD、ccTLD、New gTLD），並且返回Name Server伺服器地址。這個Name Server就是網站註冊的域名伺服器，上面包含了網站URL和IP的對應信息。例如你在某個域名服務提供商申請的域名，這個域名就由他們的伺服器來解析。這個Name Server是由域名提供商維護的。 ⑥Name Server會把指定域名的A記錄或者CNAME返回給Local DNS Server，並且設置一個TTL。 A (Address) 記錄是用來指定主機名（或域名）對應的IP位址記錄。用戶可以將該域名下的網站伺服器指向到自己的web server上。同時也可以設置您域名的二級域名。 CNAME：別名記錄。這種記錄允許您將多個名字映射到另外一個域名。通常用於同時提供WWW和MAIL服務的計算機。例如，有一臺計算機名為「host.mydomain.com」（A記錄）。它同時提供WWW和MAIL服務，為了便於用戶訪問服務。服務商從方便維護的角度，一般也建議用戶使用CNAME記錄綁定域名的。如果主機使用了雙線IP，顯然使用CNAME也要方便一些。 TTL（Time To Live）：也就是設置這個DNS解析在Local DNS Server上面的過期時間。超過了這個過期時間，URL和IP的映射就會被刪除，需要獲取還要請求Name Server。 ⑦如果此時獲取的是A記錄，那麼就可以直接訪問網站的IP了。但是通常來說大型的網站都會返回CNAME，然後將其傳給GTM Server。 GTM（Global Traffic Manager的簡寫）即全局流量管理，基於網宿智能DNS、分布式監控體系，實現實時故障切換及全球負載均衡，保障應用服務的持續高可用性。傳給GTM的目的就是希望通過GTM的負載均衡機制，幫助用戶找到最適合自己的伺服器IP。 也就是離自己最近，性能最好，伺服器狀態最健康的。而且大多數的網站會做CDN緩存，此時就更需要使用GTM幫你找到網絡節點中適合你的CDN緩存伺服器。 ⑧找到CDN緩存伺服器以後，可以直接從伺服器上面獲取一些靜態資源，例如：HTML、CSS、JS和圖片。但是一些動態資源，例如商品信息，訂單信息，需要通過第9步。 ⑨對於沒有緩存的動態資源需要從應用伺服器獲取，在應用伺服器與網際網路之間通常有一層負載均衡器負責反向代理。有它路由到應用伺服器上。 總結 DNS伺服器是用來做URL與IP位址解析的，幫助用戶找到要訪問伺服器的IP。從DNS伺服器的結構來說大致分為三層：根域名伺服器，頂級域名伺服器，本地域名伺服器。 申請域名的供應商會提供Name Server作為DNS解析。從用戶訪問一個網站出發，經過瀏覽器，本地Host文件、Local DNS Server、Root DNS Server、頂級域名伺服器（gTLD、ccTLD、New gTLD）、Name Server、GTM、CDN、Application Server。共經歷了九個步驟。 作者：崔皓 簡介：十六年開發和架構經驗，曾擔任過惠普武漢交付中心技術專家，需求分析師，項目經理，後在創業公司擔任技術/產品經理。善於學習，樂於分享。目前專注於技術架構與研發管理。 編輯：陶家龍 徵稿：有投稿、尋求報導意向技術人請聯絡 editor@51cto.com

文章來源取自於：

每日頭條 https://kknews.cc/career/kke26xq.html

博客來 https://www.books.com.tw/exep/assp.php/888words/products/0010289289

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