【科普】DNS小知识以及DNS服务器的工作方式

你是否在上网时，遇到过这样的情况：QQ正常发送消息，但是网页却打不开，查看网络连接又正常显示。面对这种情况很多小伙伴都感到有些无措。那究竟要怎么处理，这究竟是怎么回事呢？

上网查询得知，一般情况下电脑都是自动获取DNS服务器的，无需手动设置，但一些特殊情况下，没有获取到DNS服务器，或者服务器出现故障，那我们就需要手动更换DNS来保证正常访问网页。而这类无法显示的情况，恰好都是因为DNS配置错误导致的，可以通过修改DNS来解决。

那么DNS到底在哪里，它要如何修改呢？首先我们要知道什么是DNS？

DNS（DomainNameSystem）是域名系统的缩写。它是Internet的基础之一，用于将域名映射到IP地址，就像手机电话簿里将人的名字对应到电话号码一样。当我们在浏览器中输入Web地址时，就可以通过DNS查询将其转换为关联服务器对应的IP地址。如果没有DNS，我们需要记住每个站点的IP地址才能访问它。

这在互联网刚兴起时，还是可以比较轻松做到的，当时人们可以轻松地将特定IP地址与特定计算机相对应，通过在浏览器中直接输入特定的IP地址以访问网站。后来，随着越来越多的设备和人们加入到这个不断发展的网络，IP越来越多，记忆就变成了一项极大的负担，网民都想要一个更易于记忆的单词组成的地址，因此诞生了域名。

在70年代和80年代初，这些名称和地址是由一个人（斯坦福大学的ElizabethFeinler）分配的，此人在名为HOSTS.TXT的文本文件中维护了所有与互联网连接的计算机的主列表。

显而易见随着Internet的发展，这是站不住脚的局面，越来越多的地址不可能由一个人维护。所以1983年，南加州大学的研究人员PaulMockapetris因此开发了最初的域名系统，并命名为DNS。尽管此后DNS发生了很大变化，但从根本上讲，它的工作方式仍与40年前一样。在具体了解DNS在网络中的作用于工作原理前，我们先来看一下DNS的类别。

DNS服务器类别

所有DNS服务器都属于以下四个类别之一：递归解析器、根域名服务器、TLD域名服务器和权威性域名服务器。在典型的DNS查找中，这四种DNS服务器通过协同工作来完成将指定域的IP地址提供给客户端的任务。

DNS递归解析器

递归解析器（也称为DNS解析器）是DNS查询中的第一站。它属于客户端与DNS域名服务器的中间人。从Web客户端收到DNS查询的请求后，递归解析器将使用缓存的数据进行响应，或者向根域名服务器发送请求，接着向TLD域名服务器发送另一个请求，然后向权威性域名服务器发送最后一个请求。收到来自包含已请求IP地址的权威性域名服务器的响应后，递归解析器将向客户端发送响应。

在此过程中，递归解析器将缓存住从权威性域名服务器收到的信息。当一个客户端请求的域名IP地址是另一个客户端最近请求的IP地址时，解析器可绕过与域名服务器进行通信的过程，并从缓存中为客户端提供所请求的记录。

DNS根域名服务器

每个递归解析器都知道13个DNS根域名服务器，它们是递归解析器搜寻DNS记录的第一站。根服务器接受包含域名的递归解析器的查询，根域名服务器根据该域的扩展名（.com、.net、.org等），通过将递归解析器定向到TLD域名服务器进行响应。根域名服务器由一家名为Internet名称与数字地址分配机构（ICANN）的非营利组织进行监督。

TLD域名服务器

顶级域名服务器（TopLevelDomain）维护共享通用域扩展名的所有域名的信息，例如.com、.net等。例如，.comTLD域名服务器包含以“.com”结尾的每个网站的信息。如果用户正在搜索86719.cn，那么在收到来自根域名服务器的响应后，递归解析器将向.comTLD域名服务器发送查询，后者将通过针对该域的权威性域名服务器进行响应。

权威性域名服务器

当递归解析器收到来自TLD域名服务器的响应时，该响应会将解析器定向到权威性域名服务器。权威性域名服务器通常是解析器查找IP地址过程中的最后一步。权威名称服务器包含特定域名的信息（例如，86719.cn），并且它可为递归解析器提供在DNSA记录中找到的服务器IP地址。或者如果该域具有CNAME（别名）记录，它将为递归解析器提供一个别名域，这时递归解析器将必须执行全新的DNS查找，以便从权威性域名服务器获取记录（通常为包含IP地址的A记录）。

DNS记录

在权威性域名服务器中，DNS记录是不可或缺的存在。

DNS记录（又名区域文件）是位于权威DNS服务器中的指令，它提供了一个域的相关信息，包括哪些IP地址与该域关联，以及如何处理对该域的请求。此外，所有DNS记录都有一个“TTL”，代表生存时间，指DNS服务器多久刷新一次该记录。

常见的DNS记录有以下几种：

A记录：保存域的IP地址的记录。

CNAME记录：别名，将一个域或子域转发到另一个域，不提供IP地址。

MX记录：将邮件定向到电子邮件服务器。

TXT记录：可使管理员在记录中存储文本注释。

NS记录：存储DNS条目的名称服务器。

SOA记录：存储域的管理信息。

SRV记录：指定用于特定服务的端口。

PTR记录：在反向查询中提供域名。

其中A记录和CNAME这两个是解析域名最常用的记录。

DNSA记录

“A”代表“地址”，这是DNS记录的最基本类型，它指出了域的IP地址。例如，提取86719.cn的DNS记录，其“A”记录目前会返回IP地址47.56.82.1。“A”记录仅保存IPv4地址，如果站点具有IPv6地址，它将使用“AAAA”记录。

DNSCNAME记录

当域或子域是另一个域的别名时，使用“规范名称”记录代替A记录。假设www.example.com有一个CNAME记录，其值是“example.com”。这意味着，当DNS服务器访问www.example.com的DNS记录时，它实际上会触发对example.com的另一个DNS查找，返回example.com的IP地址。所有CNAME记录都必须指向一个域，而不是IP地址。

对于CDN来说，由于CDN中存在着遍布各地的节点，A记录是完全不够用的。而节点又需要根据用户本地DNS所在地区和运营商不断变动。所以使用CNAME记录进行域名解析，是一个非常方便的管理方法。做了别名记录后，就不用再去管节点的IP怎么变化了。

DNS的工作方式，了解了DNS有几种，我们就可以来看一下DNS的工作方式了。因为每一个上网设备都被分配了一个IP地址，所以当用户在Web浏览器中输入访问域名时，由客户端计算机发起请求，之后DNS在幕后通过一个名为“DNS解析”的过程，查询对应服务器IP，并进行连接。特别需要注意的是，如果你曾经访问过一次这个域名，那么你的本地会留有缓存，DNS就会查找过程中会跳过一些步骤，从而使查找更快。

而完整的DNS查找则需要经历以下几个步骤：

以访问“86719.cn”为例，用户在浏览器中输入入“86719.cn”，查询传输到Internet中，并被DNS递归解析器接收。

解析器查询DNS根域名服务器（.）。

根服务器使用存储其域信息的TLD域名服务器（.com）的地址响应该解析器。在搜索86719.cn时，我们的请求指向.comTLD。

解析器向.comTLD发出请求。

TLD服务器随后使用该域的域名服务器86719.cn的IP地址进行响应。递归解析器将查询结果发送到域的域名服务器。

86719.cn的IP地址之后从域名服务器返回解析器。DNS解析器使用最初请求的域的IP地址响应Web浏览器。通过DNS查找的这几步返回86719.cn的IP地址后，浏览器便能发出对该网页的请求：浏览器向该IP地址发起HTTP请求。

位于该IP的服务器返回网页到浏览器。

看完了DNS的介绍，你是不是已经对DNS有所了解了呢，了解了DNS，再遇到无法访问网页的情况，就可以通过修改DNS来解决了。是不是简单又方便呢？