DNS 获取的全面解析
一、什么是 DNS？
DNS，全称 Domain Name System，即域名系统，它就像是一个互联网的“电话簿”，将人类可读的域名（如 www.example.com）转换为计算机能够识别的 IP 地址（如 192.0.2.1），当我们在浏览器中输入一个网址时，计算机首先会通过 DNS 查询该网址对应的 IP 地址，然后才能与目标服务器建立连接并获取网页内容，如果没有 DNS，用户将不得不直接输入难以记忆的 IP 地址来访问网站，这极大地阻碍了互联网的普及和使用便利性。
| 关键概念 | 描述 |
| 域名 | 由字母、数字和连字符组成的网络地址标识符，用于在互联网上唯一标识一个特定的组织、机构或个人所拥有的网站或网络服务，baidu.com、google.com 等，域名通常分为顶级域名（如 .com、.org、.net 等）、二级域名（如 www.baidu.com 中的“www”）以及可能的更低级别子域名。 |
| IP 地址 | 互联网协议地址，是分配给每个连接到互联网上的设备的唯一数字标识符，IPv4 地址由 32 位二进制数组成，通常以点分十进制格式表示，如 192.0.2.1；IPv6 地址则由 128 位二进制数组成，采用冒号分隔的十六进制格式，如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。 |
二、DNS 查询类型
1、A 记录查询：这是最常见的 DNS 查询类型之一，用于将域名解析为对应的 IPv4 地址，当查询“www.example.com”的 A 记录时，DNS 服务器会返回该域名对应的 IPv4 地址，如“93.184.216.34”，这种查询主要用于将域名指向一个具体的 IPv4 地址，使得基于 IPv4 的网络通信能够正常进行。
2、AAAA 记录查询：与 A 记录类似，但用于将域名解析为 IPv6 地址，随着互联网的发展，IPv6 地址逐渐得到广泛应用，AAAA 记录查询也变得越来越重要，查询“www.example.com”的 AAAA 记录可能会得到“2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946”这样的 IPv6 地址，以便支持基于 IPv6 的网络通信。
3、MX 记录查询：用于查找负责处理电子邮件交换的邮件服务器，当发送电子邮件时，邮件客户端会根据收件人的域名查询其 MX 记录，以确定应该将邮件发送到哪个邮件服务器，对于域名“example.com”，其 MX 记录可能是“mail.example.com”，这表明所有发送到“@example.com”的电子邮件都应该先被发送到“mail.example.com”邮件服务器进行处理。
4、NS 记录查询：用于查找特定域名的权威名称服务器，权威名称服务器是存储有关该域名最准确和完整信息的服务器，当一个 DNS 服务器无法回答某个域名的查询时，它会代表客户端向该域名的权威名称服务器进行查询，直到获得答案后再将结果返回给客户端，查询“example.com”的 NS 记录可能会得到“ns1.example.com”和“ns2.example.com”等权威名称服务器的信息。
5、TXT 记录查询：可以存储有关域名的任意文本信息，常用于验证域名所有权、设置电子邮件策略（如 SPF）以及其他安全目的，一个域名的 TXT 记录可能包含“v=spf1 mx a include:spf.example.com ~all”这样的信息，用于定义该域名的 SPF（Sender Policy Framework）策略，以防止电子邮件欺骗。
三、DNS 获取过程
1、本地缓存查询：当计算机需要解析一个域名时，首先会在本地系统的 DNS 缓存中查找是否已经存在该域名的解析记录，如果在本地缓存中找到相应的记录，并且该记录尚未过期，那么计算机可以直接使用该记录中的 IP 地址进行通信，无需进一步查询外部 DNS 服务器，这种方式可以大大提高域名解析的速度，减少网络流量和对外部 DNS 服务器的依赖。
2、递归查询：如果本地缓存中没有找到所需的域名解析记录，或者记录已过期，计算机会代表客户端向外部 DNS 服务器发起递归查询请求，在递归查询过程中，DNS 服务器会代替客户端向其他 DNS 服务器进行查询，直到最终获得完整的域名解析结果（包括最终的 IP 地址）为止，一旦获得结果，DNS 服务器会将结果返回给客户端，并同时在自己的缓存中保存一份副本，以便后续查询使用，递归查询的特点是客户端只需等待最终的结果，而不需要关心中间的查询过程。
3、迭代查询：与递归查询不同，迭代查询中 DNS 服务器只会帮助客户端向其他 DNS 服务器进行查询，直到获得最终的解析结果或者确定该域名不存在，在迭代查询过程中，如果当前查询的 DNS 服务器无法回答客户端的问题，它会代表客户端向其他可能知道答案的 DNS 服务器进行查询，直到得到答案或者确定无法回答，然后将答案返回给客户端，由客户端决定下一步的操作，与递归查询相比，迭代查询可能需要客户端多次参与查询过程，但可以减少 DNS 服务器的负担和网络流量。
四、DNS 服务器的类型
1、根 DNS 服务器：根 DNS 服务器位于 DNS 层次结构的顶层，负责管理整个互联网的域名空间树的根域（“.”），它们是全球互联网域名解析的核心枢纽，存储着顶级域名服务器的信息，并负责引导对顶级域名服务器的查询，全球共有 13 组根 DNS 服务器，它们分布在世界各地的数据中心中，由不同的机构和组织维护和管理，根 DNS 服务器的重要性在于它们是整个 DNS 系统的起点，任何域名的解析最终都可能追溯到根 DNS 服务器。
2、顶级域名服务器：顶级域名服务器负责管理特定顶级域名（如.com、.org、.net 等）下的二级域名及其下级子域名的授权和解析信息，当根 DNS 服务器将一个顶级域名的查询引导到相应的顶级域名服务器后，顶级域名服务器会进一步处理对该顶级域名下具体域名的查询，对于“example.com”这个域名的查询，首先会被引导到.com 顶级域名服务器，然后由.com 顶级域名服务器负责查找“example.com”的具体解析信息。
3、权威名称服务器：权威名称服务器是为特定域名（包括顶级域名、二级域名及其下级子域名）提供最终解析答案的服务器，它们存储着该域名最准确和完整的信息，包括域名的 IP 地址、邮件服务器地址、子域名信息等，当一个 DNS 服务器收到对某个域名的查询请求时，如果该服务器不是该域名的权威名称服务器，它会代表客户端向该域名的权威名称服务器进行查询，直到获得准确的答案为止，权威名称服务器的存在保证了域名解析的准确性和可靠性，是 DNS 系统中不可或缺的一部分。
4、本地 DNS 服务器：本地 DNS 服务器通常由互联网服务提供商（ISP）或其他组织在本地网络中部署，为本地网络中的设备提供域名解析服务，当本地设备需要解析一个域名时，它们首先会向本地 DNS 服务器发起查询请求，如果本地 DNS 服务器缓存中有该域名的解析记录，并且记录有效，那么它会直接将结果返回给本地设备；否则，本地 DNS 服务器会代表本地设备向外部 DNS 服务器进行查询，直到获得答案并将其返回给本地设备，同时在自己的缓存中保存一份副本，以便后续查询使用，本地 DNS 服务器可以提高本地网络中设备的域名解析速度，减少对外部 DNS 服务器的依赖，同时也可以根据本地网络的需求进行一些特殊的配置和管理，如过滤恶意域名、实现内部域名解析等。
五、相关问题与解答
问题一：如何查看本地系统的 DNS 缓存？
解答：在 Windows 系统中，可以通过命令提示符（CMD）输入“ipconfig /displaydns”命令来查看本地系统的 DNS 缓存信息，在 Linux 系统中，可以使用“cat /etc/resolv.conf”命令查看当前使用的 DNS 服务器配置信息，但要查看缓存信息可能需要使用一些专门的工具或命令选项，如“dig f <域名> +trace”命令可以显示域名解析的过程和缓存信息（如果存在的话）。
问题二：为什么有时候修改了域名的 DNS 记录后，新的解析结果并没有立即生效？
解答：这是因为 DNS 记录的传播需要时间，当修改了域名的 DNS 记录后，新的记录需要从权威名称服务器逐步传播到各个级别的 DNS 服务器，包括根 DNS 服务器、顶级域名服务器以及本地 DNS 服务器等，这个传播过程可能需要几个小时甚至几天的时间，具体取决于多种因素，如 TTL（Time To Live）值、DNS 服务器的更新频率等，TTL 值决定了 DNS 记录在缓存中的有效期，TTL 值设置得较长，那么旧的记录可能会在缓存中保留较长时间，从而延迟新记录的生效，不同的 DNS 服务器有不同的更新策略和频率，有些服务器可能会较快地更新记录，而有些则可能需要等待下一次定期更新或手动触发更新操作。