DNS
DNS，Domain Name System，域名系统
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DNS，Domain Name System，域名系统
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有专门的域名注册商，国内的可以在工信部的网站上查到，终极的域名注册商是 ICANN。
最右边的是顶级域名，然后是二级域名、三级域名，以此类推。最左边的是主机名，通常用来表明主机的用途（但也不绝对），比如 www 表示提供万维网服务、mail 表示提供邮件服务。
以 developer.mozilla.org 为例，org 是顶级域名，mozilla 是二级域名，developer是主机名。
说明：
域名的总长度需在 253 个字符以内，每级域名的长度需在 63 个字符以内
域名是大小写无关的，通常都用小写
过长或层次过多的域名会导致难以记忆，所以大多是二级或三级，四级以上很少见
代替 IP 地址。IP 地址是对物理网卡的 MAC 地址（16 进制数）做的一层抽象，这样一来，只要每个小网络在 IP 地址这个概念上达成一致，那么不管它在 MAC 层有多大的差异都可以接入 TCP/IP 协议栈，最终汇合进整个互联网。然而随着接入互联网的计算机越来越多，IP 地址的缺点也暴露出来了——不好记忆和输入。于是就在 IP 地址之上再来一次抽象，即把 IP 地址转换成更有意义更好记的名字，这就是 DNS 域名系统。
在 web 服务器里（Apache, Nginx），域名可以用来标识虚拟主机，从而决定由哪台虚拟主机来对外提供服务。
域名本质上还是名字空间系统，作为一种身份标识，它被扩展到了其它应用领域。比如 Java 的包机制，只是它使用了反序（如 org.mozilla.developer），比如 XML 使用 URI 作为名字空间，也是间接地使用了域名。
作为互联网的基础设施，域名解析必须稳定可靠、快速高效。
DNS 的核心系统是一个三层的树状分布式服务，基本对应域名的结构。
Root DNS Server 根域名服务器
管理顶级域名服务器
返回 com, net, cn, gov 等顶级域名服务器的 IP 地址
Top-level DNS Server 顶级域名服务器
管理各自域名下的权威域名服务器
比如顶级域名服务器 com 可以返回权威域名服务器 apple.com 的 IP 地址
Authoritative DNS Server 权威域名服务器
管理自己域名下主机的 IP 地址
比如权威域名服务器 apple.com 可以返回 www.apple.com 的 IP 地址
目前全世界共有 13 组根域名服务器，又有数百台镜像，保证一定能被访问到。之所以是 13 组，是因为 DNS 协议和 UDP 协议里包大小的限制，只有 512 字节，再除以 DNS 记录的长度，最多 15 组，再去掉 buffer。
任何一个域名都可以在这个树形结构中自顶向下地进行查询，即把域名按照从右到左的顺序走了一遍，最终就能获得该域名对应的 IP 地址。比如，要访问 www.apple.com，就要进行三次查询：
访问根域名服务器，它会告诉我们顶级域名服务器 com 的 IP 地址
访问顶级域名服务器 com，它会告诉我们权威域名服务器 apple.com 的 IP 地址
最后访问权威域名服务器 apple.com，就能得到 www.apple.com 的 IP 地址
在核心 DNS 系统之外，还有两种手段可以用来减轻域名解析的压力，并且能够更快地获取结果，其基本思路就是缓存。
许多大公司和网络运行商都会建立自己的 DNS 服务器，作为用户 DNS 查询的代理，代替用户访问核心 DNS 系统。这些野生 DNS 服务器，也称非权威域名服务器，它们可以缓存之前的查询结果。如果已经有记录了，就不用再查询根服务器了，可以直接返回对应的 IP 地址。这类 DNS 服务器的数量要比核心系统的服务器多很多，而且大多都部署在离用户很近的地方。比较知名的非权威域名服务器有 Google 的 8.8.8.8，Microsoft 的 4.2.2.1，以及 CloudFlare 的 1.1.1.1 等。
操作系统也会缓存 DNS 的解析结果，而且它还有一个特殊的主机映射文件 hosts。有了这些缓存策略，很多域名解析的工作就能直接在本地或本机解决了，不仅方便了用户，还减轻了各级 DNS 服务器的压力，大大提升了查询效率。
下图比较完整地表示了现在的 DNS 架构：
首先，会在本地域名服务器中递归查询，查询的顺序依次是：
浏览器缓存。在 chrome 中可以通过 URI chrome://net-internals/#dns 来查询和清除浏览器缓存
操作系统缓存。比如 dnscache client 进程，可以用命令 ipconfig /displaydns 显示已有缓存，用命令 ipconfig /flushdns 强制更新缓存
hosts 文件。本机 DNS 解析，固定的默认位置
因为是递归查询，所以查询顺序≠生效顺序
如果在本地域名服务器中没有查询到给定域名的 IP，则会启动远程查询。远程查询是基于 UDP 协议的，通常使用 53 号端口。通常我们电脑中的网卡会被分配一个 DNS server IP（即非权威 DNS 服务器的 IP），比如企业内网 DNS 服务器、局域网 DNS 服务器、三大运营商的 DNS 服务器、谷歌公开的 DNS 服务器、微软公开的 DNS 服务器等。如果非权威 DNS server 还是没有查询到给定域名的 IP，那么它会继续访问核心 DNS 系统，即依次请求：根域名 server -> 顶级域名 server -> 权威域名 server。
比如在 nginx 中，
resolver指令就用来配置 DNS server IP。如果没有它，那么 nginx 就没法查询域名对应的 IP 了，也就没法反向代理到外部网站了，比如resolver 8.8.8.8 valid=30s;
小结：本地域名 server -> 非权威 DNS server -> DNS 核心系统，展开之后就是（浏览器 cache -> OS cache -> hosts file）-> 非权威 DNS server ->（根域名 server -> 顶级域名 server -> 权威域名 server）。
如果查询到了给定域名的对应 IP，通常各个环节都会对域名解析的结果进行缓存（是缓存就有缓存有效期）。如果域名不存在或域名解析失败，会显示如下类似信息：
在域名解析基础上的延展：
重定向。域名不变，而主机的 IP 地址可以任意变动。当有主机需要下线或迁移时，可以更改 DNS 记录，让域名指向其它的机器
可以使用 bind9 等开源软件搭建一个在内部使用的 DNS，作为名字服务器。可以用域名来标记各种内部开发的服务。
实现基于域名的负载均衡
第一种：域名解析可以返回多个 IP 地址，当客户端收到多个 IP 地址后，可以自己使用轮询算法依次向服务器发起请求，实现负载均衡
第二种：配置域名解析的内部策略，返回离客户端最近的主机，或是返回当前服务质量最好的主机，这样就能在 DNS 端把请求分发到不同的服务器，实现负载均衡
恶意 DNS：域名屏蔽、域名劫持
