因特网中完成域名地址和IP地址转换的系统是域名系统(Domain Name System,缩写为DNS)。DNS是一个分层分布式的命名系统,它将域名和IP地址相互映射,使用户在使用域名访问网站时无需记忆复杂的IP地址。
1. DNS的作用
DNS的主要作用是将易于记忆的域名转换为对应的IP地址。在互联网中,每个设备都有唯一的IP地址,而IP地址通常是一串数字,比较难以记忆和输入。通过DNS,用户只需要记住网站的域名,就可以通过解析域名来获取对应的IP地址,从而访问到想要的网站。
2. DNS解析过程
DNS解析过程可以简单地分为递归查询和迭代查询两个阶段。
2.1 递归查询
递归查询是指当用户在浏览器中输入一个域名时,本地主机会向本地DNS服务器发送一个查询请求。本地DNS服务器如果缓存了该域名的IP地址,就直接返回给本地主机。如果没有缓存,本地主机则会向根DNS服务器发起查询请求。
2.2 迭代查询
根DNS服务器收到查询请求后,会返回给本地主机一个所查询域名对应的顶级域(TLD)的DNS服务器的IP地址。本地主机再向该TLD服务器发送查询请求。
该TLD服务器如果缓存了该域名的IP地址,就直接返回给本地主机。如果没有缓存,则返回给本地主机下一级的域名服务器的IP地址。
本地主机再次向下一级的域名服务器发起查询请求。这个过程将一直持续到找到最终的IP地址。
3. DNS缓存
为了提高DNS的解析速度,DNS服务器通常会缓存已经查询过的域名和对应的IP地址。当下次有相同的查询请求时,就可以直接返回缓存中的结果,而不需要再次进行递归查询。
缓存可以加快DNS解析的速度,提高用户访问网页的体验。但是缓存也会存在更新不及时的问题,如果一个网站的IP地址发生了变化,而DNS服务器的缓存还是旧的IP地址,用户访问该网站就会遇到问题。因此,DNS服务器会定期刷新缓存,以保持与实际IP地址的同步。
4. DNS服务器类型
DNS服务器分为多级,不同级别的DNS服务器承担不同的解析任务。
4.1 根域名服务器
根域名服务器是整个DNS体系的根节点,存储了全球顶级域名服务器的信息。根域名服务器的IP地址被写死在DNS服务器软件中,并不会随着域名的变化而变化。
4.2 顶级域名服务器
顶级域名服务器存储了各个顶级域名(例如.com、.org)的DNS服务器的IP地址。例如,.com顶级域名服务器存储了“.com”域名的DNS服务器的IP地址。
4.3 权威域名服务器
权威域名服务器是存储特定域名解析记录的服务器。例如,网站A的权威域名服务器就存储了网站A的IP地址。
4.4 本地域名服务器
本地域名服务器是指用户网络环境中的第一个DNS服务器。本地域名服务器通常由网络服务提供商(ISP)提供,用于缓存DNS解析结果,提供给本地主机查询。
5. 总结
DNS是因特网中完成域名地址和IP地址转换的系统,通过DNS解析过程将域名转换为对应的IP地址。递归查询和迭代查询是DNS解析的关键步骤,通过缓存和不同级别的DNS服务器,可以提高DNS解析的速度和效率。
DNS的作用至关重要,它在互联网中扮演着映射和定位的角色。通过DNS,用户可以使用更加便捷和易记的域名访问网站,而不需要记住复杂的IP地址。同时,DNS也为互联网的可扩展性和稳定性提供了重要支持,确保了整个网络的正常运行。