【原創(chuàng)】關(guān)于DNS不得不說的一些事

引言

今天我們來聊聊DNS。
所謂域名系統(tǒng)（Domain Name System縮寫DNS，Domain
Name被譯為域名）是因特網(wǎng)的一項核心服務(wù)，它作為可以將域名和IP地址相互映射的一個分布式數(shù)據(jù)庫,可以balabala..省略一萬字不表，因為這都不是重點！
重點只有一個，大廠經(jīng)常問！
沒錯，正是因為DNS包含著很多大廠?？济嬖囍R點！因此，煙哥認(rèn)為很有必要再開一文說明。

正文

概念

DNS 的全稱是 Domain Name System 或者 Domain Name Service，它主要的作用就是將人們所熟悉的網(wǎng)址 (域名)
“翻譯”成電腦可以理解的 IP 地址，這個過程叫做 DNS 域名解析。
打個比方，我們登百度的地址的時候，都是敲www.baidu.com，進(jìn)行登陸，難道你會去敲IP地址登百度？明顯，域名容易記憶。
而且，一個域名往往對應(yīng)多個DNS地址，如下圖所示

如果要全部都記住，嗯，我相信兄臺記憶力一定十分驚人！

流程

接下來，就不得不說一道經(jīng)典面試題了

其實回答很簡單(俗稱天龍八步)

* 1.根據(jù)域名，進(jìn)行DNS域名解析；
* 2.拿到解析的IP地址，建立TCP連接；
* 3.向IP地址，發(fā)送HTTP請求；
* 4.服務(wù)器處理請求；
* 5.返回響應(yīng)結(jié)果；
* 6.關(guān)閉TCP連接；
* 7.瀏覽器解析HTML；
* 8.瀏覽器布局渲染；
ps:由于本文不是講HTTP請求，我提幾個思考題，讀者自己去思考(沒錯，我就是故意不說，咬我啊！)

* 1、一個 TCP 連接可以對應(yīng)幾個 HTTP 請求？(提示，這在問你HTTP1.0和1.1的區(qū)別)
* 2、一個 TCP 連接中 HTTP
請求發(fā)送可以一起發(fā)送么（比如一起發(fā)三個請求，再三個響應(yīng)一起接收）？(提示，這就是在問你HTTP2.0和HTTP1.1協(xié)議的區(qū)別)
* 3、瀏覽器對同一Host建立TCP連接到數(shù)量有沒有限制？(拜托，一個網(wǎng)站那么多圖片，開一個TCP連接，按順序下載？那不是等到死？)
好了，不扯了，本文不是在講Http協(xié)議。
下面我們著重來說DNS解析這塊

解析

OK，著重說DNS解析這塊，流程圖如下


如圖所示，大致就是:瀏覽器輸入地址，然后瀏覽器這個進(jìn)程去調(diào)操作系統(tǒng)某個庫里的gethostbyname函數(shù)(例如，Linux GNU
glibc標(biāo)準(zhǔn)庫的gethostbyname函數(shù))，然后呢這個函數(shù)通過網(wǎng)卡給DNS服務(wù)器發(fā)UDP請求，接收結(jié)果，然后將結(jié)果給返回給瀏覽器。

這張圖其實已經(jīng)講明白大致的流程，但是細(xì)節(jié)上可能有些差異。
例如

* (1)我們在用chrome瀏覽器的時候，其實會先去瀏覽器的dns緩存里頭查詢，dns緩存中沒有，再去調(diào)用gethostbyname函數(shù)
* (2)gethostbyname函數(shù)在試圖進(jìn)行DNS解析之前首先檢查域名是否在本地 Hosts 里，如果沒找到再去DNS服務(wù)器上查
不過，看到這里！請回憶下這兩道面試題？

現(xiàn)在，會回答了么？

什么，你還不懂怎么答？把文章拉到開頭。從頭看過。
不過呢，需要補(bǔ)充說明一下，DNS中也有一個地方用到了TCP協(xié)議。那就是區(qū)域傳送！


DNS的規(guī)范規(guī)定了2種類型的DNS服務(wù)器，一個叫主DNS服務(wù)器，一個叫輔助DNS服務(wù)器。在一個區(qū)中主DNS服務(wù)器從自己本機(jī)的數(shù)據(jù)文件中讀取該區(qū)的DNS數(shù)據(jù)信息，而輔助DNS服務(wù)器則從區(qū)的主DNS服務(wù)器中讀取該區(qū)的DNS數(shù)據(jù)信息。當(dāng)一個輔助DNS服務(wù)器啟動時，它需要與主DNS服務(wù)器通信，并加載數(shù)據(jù)信息，這就叫做區(qū)傳送（zone
transfer）。 這種情況下，使用TCP協(xié)議。

講到這里。其實面試官是可以深入追問的，如下所示


針對第一問，為什么域名解析用UDP協(xié)議?

因為UDP快??！UDP的DNS協(xié)議只要一個請求、一個應(yīng)答就好了。而使用基于TCP的DNS協(xié)議要三次握手、發(fā)送數(shù)據(jù)以及應(yīng)答、四次揮手。但是UDP協(xié)議傳輸內(nèi)容不能超過512字節(jié)。不過客戶端向DNS服務(wù)器查詢域名，一般返回的內(nèi)容都不超過512字節(jié)，用UDP傳輸即可。

針對第二問，為什么區(qū)域傳送用TCP協(xié)議？
因為TCP協(xié)議可靠性好??！你要從主DNS上復(fù)制內(nèi)容啊，你用不可靠的UDP？
因為TCP協(xié)議傳輸?shù)膬?nèi)容大啊，你用最大只能傳512字節(jié)的UDP協(xié)議？萬一同步的數(shù)據(jù)大于512字節(jié)，你怎么辦？

講到這里，我突然想到一個段子(沒辦法，頭腦中知識太多)！


這個問題，我們這里當(dāng)段子來講，改天寫一篇《TCP/IP面試指南》！
三次握手：


兩次握手:


四次握手：


所以啊。三次握手資源最省(當(dāng)段子看看就好)！扯回我們的DNS話題！

原理

現(xiàn)在，講最后一塊DNS解析域名的原理！這塊是重中之重！
先介紹linux下一個dig命令，以顯示解析域名的過程。
為了便于說明，我們來dig一下天貓的過程
dig www.tmall.com
結(jié)果如下圖所示


莫方，看不懂沒事。
現(xiàn)在我們來讀重點的兩段。第一段代表請求參數(shù)如下圖所示


這段為查詢內(nèi)容。
DNS的查詢參數(shù)一般有三個

* (1)域名:服務(wù)器、郵件服務(wù)器(郵件地址中 @ 后面的部分)的名稱
* (2)Class:在設(shè)置DNS方案時，互聯(lián)網(wǎng)之外的網(wǎng)絡(luò)也考慮到了，而Class就是用來識別網(wǎng)絡(luò)的，不過現(xiàn)在只有互聯(lián)網(wǎng)，所以它的值永遠(yuǎn)都是代表互聯(lián)網(wǎng)的IN
*
(3)記錄類型:標(biāo)識域名對應(yīng)何種類型的記錄。類型為A,表示域名對應(yīng)的IP地址。類型為MX時,表示域名對應(yīng)的是郵件服務(wù)器。類型為PTR,表示根據(jù)IP地址反查域名。類型為CNAME,表示查詢域名相關(guān)別名。
當(dāng)然，你這個時候要問我一個問題啦(注意上圖紅框)
煙哥，我輸入的明明是www.tmall.com可是命令里解析的地址是www.tmall.com.啊,多了一個.的符號啊?這個.符號是什么意思呢？

于是乎，又扯了一道經(jīng)典面試題


OK，好，要講明白這個問題。我們要先把域名的結(jié)構(gòu)講清楚！
www.tmall.com對應(yīng)的真正的域名為www.tmall.com.。末尾的.稱為根域名，因為每個域名都有根域名，因此我們通常省略。

根域名的下一級，叫做"頂級域名"（top-level domain，縮寫為TLD），比如.com、.net；

再下一級叫做"次級域名"（second-level domain，縮寫為SLD），比如www.tmall.com里面的.tmall
，這一級域名是用戶可以注冊的；

再下一級是主機(jī)名（host），比如www.tmall.com里面的www，又稱為"三級域名"，這是用戶在自己的域里面為服務(wù)器分配的名稱，是用戶可以任意分配的。

那么解析流程就是分級查詢！
(1)先在本機(jī)的DNS里頭查，如果有就直接返回了。本機(jī)DNS就是下面這個東東


(2)本機(jī)DNS里頭發(fā)現(xiàn)沒有，就去根服務(wù)器里查。根服務(wù)器發(fā)現(xiàn)這個域名是屬于com域，，因此根域DNS服務(wù)器會返回它所管理的com域中的DNS
服務(wù)器的IP地址，意思是“雖然我不知道你要查的那個域名的地址，但你可以去com域問問看”
(3)本機(jī)的DNS接到又會向com域的DNS服務(wù)器發(fā)送查詢消息。com 域中也沒有www.tmall.com這個域名的信息，和剛才一樣，com
域服務(wù)器會返回它下面的tmall.com域的DNS服務(wù)器的IP地址。
以此類推，只要重復(fù)前面的步驟，就可以順藤摸瓜找到目標(biāo)DNS服務(wù)器

ps:溫馨提醒，dig +trace www.tmall.com 可以看到解析過程。有興趣的讀者，自己實驗一下。

扯了那么多東西，我們來看第二段內(nèi)容，也就是響應(yīng)體的部分！
如下所示


很明顯，第一行就是說www.tmall.com有一個別名是www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com。后面幾行就是這個
www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com地址的真實IP。

為什么天貓要設(shè)一個別名到www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com地址呢？
于是乎，又一道經(jīng)典面試題出現(xiàn)


說句實在話，我當(dāng)初第一眼，見到這題的時候，我覺得應(yīng)該是方便cdn配置。
回到我們的例子，如果煙哥的猜測正確，www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com這個地址，應(yīng)該是淘寶的一個cdn地址。
因此，我特意去查了域名備案記錄。如下圖所示


果然，就是一個淘寶的cdn環(huán)境。
那么這么配有什么好處呢？
唉，這題當(dāng)思考題，快過來探討留言！

總結(jié)

本文講了DNS的一些常見知識點，希望大家有所收獲。如果有其他關(guān)于DNS的問題，歡迎留言咨詢。

(啊，呸，我就隨便說說，不要當(dāng)真，千萬別問，萬一我不會，不是暴露了我是個水貨)！

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