通过 DNS 查询;得到域名的 IP 地址;才能访问网站。
那么;DNS 查询到底是怎么完成的?本文通过实例;详细介绍背后的步骤。
域名对应的 IP 地址;都保存在 DNS 服务器。
我们输入域名;浏览器就会在后台;自动向 DNS 服务器发出请求;获取对应的 IP 地址。这就是 DNS 查询。
举例来说;我输入 es6.ruanyifeng.com 这个域名;浏览器就要向 DNS 服务器查询;它的 IP 地址是什么;然后向该 IP 发出访问请求。
网上有很多公用的 DNS 服务器;这篇文章选择 Cloudflare 公司提供的 1.1.1.1 进行演示。
命令行工具 dig 可以跟 DNS 服务器互动;我们就用它演示 DNS 查询。如果你还没有安装;可以搜一下安装方法;在 Linux 系统下是非常容易的。
它的查询语法如下;美元符号$是命令行提示符;。
$ dig ;[DNS 服务器] [域名]
向 1.1.1.1 查询域名;就执行下面的命令。
$ dig ;1.1.1.1 es6.ruanyifeng.com
正常情况下;它会输出一大堆内容。
在其中找到 ANSWER SECTION 这个部分;它给出了查询的答案;域名对应的 IP 地址是 104.198.14.52。
你可能会问;难道 DNS 服务器;比如 1.1.1.1;保存了世界上所有域名;包括二级域名、三级域名;的 IP 地址?
当然不是。DNS 是一个分布式系统;1.1.1.1 只是用户查询入口;它也需要再向其他 DNS 服务器查询;才能获得最终的 IP 地址。
要说清楚 DNS 完整的查询过程;就必须了解 域名是一个树状结构。
最顶层的域名是根域名;root;;然后是顶级域名;top-level domain;简写 TLD;;再是一级域名、二级域名、三级域名。
;1;根域名
所有域名的起点都是根域名;它写作一个点.;放在域名的结尾。因为这部分对于所有域名都是相同的;所以就省略不写了;比如example.com等同于example.com.;结尾多一个点;。
你可以试试;任何一个域名结尾加一个点;浏览器都可以正常解读。
;2;顶级域名
根域名的下一级是顶级域名。它分成两种;通用顶级域名;gTLD;比如 .com 和 .net;和国别顶级域名;ccTLD;比如 .cn 和 .us;。
顶级域名由国际域名管理机构 ICANN 控制;它委托商业公司管理 gTLD;委托各国管理自己的国别域名。
;3;一级域名
一级域名就是你在某个顶级域名下面;自己注册的域名。比如;ruanyifeng.com就是我在顶级域名.com下面注册的。
;4;二级域名
二级域名是一级域名的子域名;是域名拥有者自行设置的;不用得到许可。比如;es6 就是 ruanyifeng.com 的二级域名。
这种树状结构的意义在于;只有上级域名;才知道下一级域名的 IP 地址;需要逐级查询。
每一级域名都有自己的 DNS 服务器;存放下级域名的 IP 地址。
所以;如果想要查询二级域名 es6.ruanyifeng.com 的 IP 地址;需要三个步骤。
第一步;查询根域名服务器;获得顶级域名服务器.com;又称 TLD 服务器;的 IP 地址。
第二步;查询 TLD 服务器 .com;获得一级域名服务器 ruanyifeng.com 的 IP 地址。
第三步;查询一级域名服务器 ruanyifeng.com;获得二级域名 es6 的 IP 地址。
下面依次演示这三个步骤。
根域名服务器全世界一共有13台;都是服务器集群;。它们的域名和 IP 地址如下。
根域名服务器的 IP 地址是不变的;集成在操作系统里面。
操作系统会选其中一台;查询 TLD 服务器的 IP 地址。
$ dig ;192.33.4.12 es6.ruanyifeng.com
上面示例中;我们选择192.33.4.12;向它发出查询;询问es6.ruanyifeng.com的 TLD 服务器的 IP 地址。
dig 命令的输出结果如下。
因为它给不了 es6.ruanyifeng.com 的 IP 地址;所以输出结果中没有 ANSWER SECTION;只有一个 AUTHORITY SECTION;给出了com.的13台 TLD 服务器的域名。
下面还有一个 ADDITIONAL SECTION;给出了这13台 TLD 服务器的 IP 地址;包含 IPv4 和 IPv6 两个地址;。
有了 TLD 服务器的 IP 地址以后;我们再选一台接着查询。
$ dig ;192.41.162.30 es6.ruanyifeng.com
上面示例中;192.41.162.30 是随便选的一台 .com 的 TLD 服务器;我们向它询问 es6.ruanyifeng.com 的 IP 地址。
返回结果如下。
它依然没有 ANSWER SECTION 的部分;只有 AUTHORITY SECTION;给出了一级域名 ruanyifeng.com 的两台 DNS 服务器。
下面的 ADDITIONAL SECTION 就是这两台 DNS 服务器对应的 IP 地址。
第三步;再向一级域名的 DNS 服务器查询二级域名的 IP 地址。
$ dig ;172.64.32.123 es6.ruanyifeng.com
返回结果如下。
这次终于有了 ANSWER SECTION;得到了最终的二级域名的 IP 地址。
至此;三个步骤的 DNS 查询全部完成。
总结一下;上面一共提到了四种服务器。
1.1.1.1根域名服务器TLD 服务器一级域名服务器
它们都属于 DNS 服务器;都用来接受 DNS 查询。但是作用不一样;属于不同的类别。
后三种服务器只用来查询下一级域名的 IP 地址;而 1.1.1.1 则把分步骤的查询过程自动化;方便用户一次性得到结果;所以它称为递归 DNS 服务器;recursive DNS server;;即可以自动递归查询。
我们平常说的 DNS 服务器;一般都是指递归 DNS 服务器。它把 DNS 查询自动化了;只要向它查询就可以了。
它内部有缓存;可以保存以前查询的结果;下次再有人查询;就直接返回缓存里面的结果。所以它能加快查询;减轻源头 DNS 服务器的负担。
一级域名服务器的正式名称叫做权威域名服务器;Authoritative Name Server;。
;权威;的意思是域名的 IP 地址由它给定;不像递归服务器自己做不了主。我们购买域名后;设置 DNS 服务器就是在设置该域名的权威服务器。
综上所述;DNS 服务器可以分成四种;
根域名服务器TLD 服务器权威域名服务器递归域名服务器
它们的关系如下图。
知道了 DNS 查询的原理;完全可以自己写一个 DNS 的递归服务器;这是不难的。网上有很多参考资料;有兴趣的话;大家可以试试看。
文章转载自阮一峰老师博客《DNS 查询原理详解》。
