DNS设置中缓存的查找
DNS缓存
（一）什么是DNS缓存
DNS（Domain Name System，域名系统）缓存是计算机网络中用于存储最近解析过的域名和对应IP地址信息的一种机制，当用户在浏览器中输入一个网址时，计算机需要通过DNS将域名转换为对应的IP地址，以便与目标服务器建立连接，而DNS缓存就是为了减少重复查询DNS服务器的次数，提高域名解析速度而存在的。
（二）DNS缓存的作用
- 提高解析速度：当用户再次访问相同域名时，计算机可以直接从本地缓存中获取对应的IP地址，无需再次向DNS服务器发起查询请求，从而大大缩短了域名解析的时间。
- 减轻DNS服务器负载：通过缓存机制，大量的重复查询请求可以在本地得到处理，减少了对DNS服务器的访问次数，降低了DNS服务器的负载压力。
DNS缓存的查找过程
（一）浏览器缓存查找
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 用户在浏览器中输入网址，浏览器首先会在自身的缓存中查找该域名对应的IP地址。 | 浏览器会维护一个缓存区域，用于存储最近访问过的域名和IP地址的映射关系。 |
| 如果浏览器缓存中存在该域名的记录，且记录未过期，则直接使用缓存中的IP地址与目标服务器建立连接。 | 浏览器缓存的有效期通常较短，一般为几分钟到几小时不等，具体时间取决于浏览器的设置和缓存策略。 |
| 如果浏览器缓存中不存在该域名的记录或记录已过期，则浏览器会向操作系统的DNS缓存发起查询请求。 |
（二）操作系统DNS缓存查找
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 浏览器向操作系统发送DNS查询请求后，操作系统会首先在自己的DNS缓存中查找该域名对应的IP地址。 | 操作系统也会维护一个DNS缓存，用于存储最近解析过的域名信息。 |
| 如果操作系统缓存中存在该域名的记录，且记录未过期，则将缓存中的IP地址返回给浏览器。 | 操作系统DNS缓存的有效期相对较长，一般为几个小时到几天不等。 |
| 如果操作系统缓存中不存在该域名的记录或记录已过期，则操作系统会向本地配置的DNS服务器发起查询请求。 |
（三）本地DNS服务器缓存查找
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 操作系统向本地DNS服务器发送查询请求后，本地DNS服务器会首先在自己的缓存中查找该域名对应的IP地址。 | 本地DNS服务器通常会缓存大量常用的域名解析结果，以提高查询效率。 |
| 如果本地DNS服务器缓存中存在该域名的记录，且记录未过期，则将缓存中的IP地址返回给操作系统。 | 本地DNS服务器缓存的有效期可以根据服务器的配置进行调整，一般较长。 |
| 如果本地DNS服务器缓存中不存在该域名的记录或记录已过期，则本地DNS服务器会根据配置的上级DNS服务器信息，向上级DNS服务器发起递归查询请求。 |
（四）上级DNS服务器缓存查找及递归查询
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 本地DNS服务器向上级DNS服务器发送递归查询请求后，上级DNS服务器会首先在自己的缓存中查找该域名对应的IP地址。 | 上级DNS服务器的缓存容量通常较大，可以存储更多的域名解析结果。 |
| 如果上级DNS服务器缓存中存在该域名的记录，且记录未过期，则将缓存中的IP地址逐级返回给本地DNS服务器、操作系统和浏览器。 | |
| 如果上级DNS服务器缓存中不存在该域名的记录或记录已过期，则上级DNS服务器会继续向更上一级的DNS服务器发起查询请求，直到找到该域名的权威DNS服务器。 | |
| 权威DNS服务器会返回该域名对应的IP地址给上级DNS服务器，上级DNS服务器再将结果逐级返回，同时会在各级DNS服务器的缓存中存储该域名的解析结果，以便后续查询使用。 |
影响DNS缓存查找的因素
（一）缓存有效期
不同的缓存层级（浏览器、操作系统、本地DNS服务器、上级DNS服务器）都有各自的缓存有效期设置，如果缓存中的记录在有效期内，则会直接使用；如果过期，则需要重新发起查询请求，缓存有效期的设置需要综合考虑查询频率、网络稳定性等因素，经常访问的域名可以设置较长的缓存有效期，而不常访问的域名则可以设置较短的有效期。
（二）缓存容量
各个缓存层级都有一定的容量限制,当缓存已满时，新的域名解析结果会替换掉旧的记录，如果缓存容量过小，可能会导致频繁的缓存替换，降低缓存的命中率；而如果缓存容量过大，又会占用过多的系统资源，合理设置缓存容量对于提高DNS缓存的查找效率至关重要。
（三）网络环境
网络的稳定性和带宽也会影响DNS缓存的查找,在网络不稳定或带宽不足的情况下，DNS查询请求可能会超时或丢失，导致缓存查找失败，如果网络中存在大量的DNS查询请求，也可能会淹没缓存中的有效记录，影响缓存的命中率。
相关问题与解答
（一）问题：如何清除浏览器的DNS缓存？
解答：不同的浏览器清除DNS缓存的方法略有不同，以常见的Chrome浏览器为例，可以按照以下步骤操作：
- 打开Chrome浏览器,点击右上角的三个点图标，选择“设置”。
- 在设置页面中,向下滚动，找到“高级”选项，点击展开。
- 在“高级”设置中，找到“隐私设置和安全性”部分，点击“清除浏览数据”。
- 在弹出的对话框中,选择需要清除的数据类型，包括“缓存的图像和文件”等，然后点击“清除数据”按钮，这样即可清除Chrome浏览器的DNS缓存。
对于其他浏览器,如Firefox、IE等，也可以在浏览器的设置或选项中找到相应的清除缓存功能，具体操作步骤可以参考浏览器的帮助文档。
（二）问题：为什么有时候修改了DNS服务器地址后，还需要等待一段时间才能生效？
解答：这是因为计算机系统中存在多级DNS缓存，当修改了DNS服务器地址后，浏览器和操作系统可能仍然会使用之前缓存中的DNS解析结果，直到缓存中的记录过期，本地DNS服务器和上级DNS服务器也可能有缓存，它们不会立即感知到DNS服务器地址的修改，只有当各级缓存中的记录都过期后，新的DNS服务器地址才会被使用，这个过程可能需要一些时间，具体时间取决于各级