《Internet的域名系统DNS》
DNS
（一）什么是DNS
域名系统（Domain Name System，简称DNS）是互联网的一项核心服务，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网，而不需要记住能够被机器直接读取的IP数串，DNS就像是一个互联网的“电话簿”，当我们在浏览器中输入一个易于记忆的域名（如www.baidu.com）时，DNS负责将其解析为对应的IP地址（如123.125.114.144）,从而让计算机能够找到目标服务器并进行通信。
（二）DNS的重要性
在互联网中，DNS起着至关重要的作用，如果没有DNS，用户需要记住每个网站的IP地址才能访问，这几乎是不现实的，因为IP地址是一串数字，难以记忆且容易出错，而域名则可以采用有意义的名称，方便用户记忆和使用，对于网站运营者来说，更换服务器的IP地址时，只需要在DNS中更新域名与新IP地址的映射关系，用户端无需做任何改变，就可以继续正常访问网站,大大提高了互联网的灵活性和可管理性。
域名结构
（一）域名的组成
一个完整的域名通常由多个部分组成，从右至左依次为顶级域名（TopLevel Domain，TLD）、二级域名、三级域名等，在“www.example.com”中，“com”是顶级域名，“example”是二级域名，“www”是三级域名。
（二）顶级域名分类
| 顶级域名类型 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 通用顶级域名（gTLD） | .com、.org、.net等 | 面向全球开放注册，没有特定的行业或地域限制，适用于各种类型的组织和个人网站，商业机构常用.com，非营利组织常用.org。 |
| 国家代码顶级域名（ccTLD） | .cn（中国）、.uk（英国）等 | 代表特定的国家或地区，一般由该国或地区的互联网管理机构负责管理和分配，主要用于该国或地区内的网站，但也有一些国际知名的网站使用，中国的很多政府网站和企业网站使用.cn域名。 |
| 新通用顶级域名（new gTLD） | .xyz、.top、.club等 | 随着互联网的发展，为了丰富域名资源，新增了一批通用顶级域名，这些域名在注册和使用上与通用顶级域名类似，但提供了更多的选择。 |
（三）二级及以下域名
二级域名通常是在顶级域名之下，由域名注册者自行定义，用于区分不同的组织或子站点，在“example.com”中，“mail.example.com”可以用于邮件服务，“blog.example.com”可以用于博客服务等，三级域名则进一步细分二级域名下的具体内容或服务,以实现更精细的站点架构划分。
DNS的工作原理
（一）域名解析过程
当用户在浏览器中输入一个域名并按下回车键后，DNS解析过程就开始了，计算机会向本地DNS服务器发送一个查询请求，询问该域名对应的IP地址，本地DNS服务器通常是由用户的网络服务提供商（ISP）提供的，它可能会缓存一些常用的域名解析结果，如果缓存中有该域名的记录，就会直接返回对应的IP地址；如果没有缓存,本地DNS服务器会向根DNS服务器发送查询请求。
根DNS服务器收到请求后，会根据域名的顶级域名部分，将查询请求转发给对应的顶级域名服务器，如果查询的域名是“example.com”，根DNS服务器会将请求转发给负责“.com”顶级域名的服务器，顶级域名服务器再根据域名的二级域名部分，将请求转发给负责该二级域名的权威DNS服务器，权威DNS服务器中存储着该域名对应的IP地址等详细信息，它会将查询结果返回给顶级域名服务器，再依次返回给本地DNS服务器，最后本地DNS服务器将IP地址返回给用户的计算机，计算机就可以根据这个IP地址与目标服务器建立连接,获取网页内容了。
（二）DNS查询方式
| 查询方式 | 说明 |
|---|---|
| 递归查询 | 这种方式下，DNS客户端（如浏览器或操作系统的DNS查询模块）向DNS服务器发送查询请求后，DNS服务器要么返回查询结果，要么代替客户端向其他DNS服务器继续查询，直到得到最终结果再返回给客户端，这种方式对客户端来说比较简单，只需要发送一次查询请求，等待结果即可。 |
| 迭代查询 | DNS客户端向DNS服务器发送查询请求后，DNS服务器如果自己没有查询结果，会告诉客户端应该去哪个DNS服务器继续查询，然后客户端再向指定的DNS服务器发送查询请求，如此反复，直到得到结果，这种方式下，客户端需要多次发送查询请求，并且需要自己处理查询过程中的各种情况，相对复杂一些。 |
在实际应用中，一般是本地DNS服务器向其他上级DNS服务器进行递归查询，而本地DNS服务器与客户端之间通常是迭代查询，这样可以提高查询效率,减轻上级DNS服务器的负担。
DNS服务器的类型
（一）本地DNS服务器
通常由网络服务提供商（如电信、移动、联通等）或企业自身搭建，主要负责为本网络内的客户端提供域名解析服务，它会缓存一些常用的域名解析结果，以提高查询速度，减少对上级DNS服务器的依赖，在一个家庭网络中，路由器可能集成了本地DNS服务器功能，为家中的电脑、手机等设备提供域名解析服务。
（二）根DNS服务器
全球共有13个根DNS服务器（标号为A M），它们位于互联网的核心位置，负责管理顶级域名服务器的信息，是整个DNS体系的起点，根DNS服务器不直接存储域名与IP地址的映射关系，而是知道各个顶级域名服务器的位置,以便将查询请求正确地转发给相应的顶级域名服务器。
（三）顶级域名服务器
负责管理顶级域名（如.com、.org等）下的域名空间，存储着该顶级域名下所有二级域名的权威信息，当收到来自根DNS服务器或下级DNS服务器的查询请求时,会根据二级域名将请求转发给对应的权威DNS服务器。
（四）权威DNS服务器
存储着特定域名（如某个具体网站）的详细解析记录，包括域名对应的IP地址、邮件服务器地址等信息，当收到查询请求时，会直接返回准确的解析结果，某公司的网站管理员可以在权威DNS服务器上设置公司的域名解析记录，将不同的服务（如网页浏览、邮件收发等）指向不同的服务器IP地址。
DNS记录类型
（一）A记录（Address Record）
A记录是最基本的DNS记录类型，它将一个域名直接映射到一个IPv4地址，将“www.example.com”映射到“192.168.1.1”，当用户查询该域名时，DNS服务器会返回这个IPv4地址,用户的计算机就可以通过这个地址与目标服务器建立连接。
（二）AAAA记录（IPv6 Address Record）
随着IPv6的逐渐普及，AAAA记录用于将域名映射到IPv6地址，其作用与A记录类似，只是针对的是IPv6地址格式，将“www.example.com”映射到“2001:db8:85a3:8d3:1319:8a2e:370:7334”。
（三）CNAME记录（Canonical Name Record）
CNAME记录用于将一个域名别名映射到另一个域名，当用户查询该别名域名时，DNS服务器会返回所指向的域名，然后继续对该域名进行解析，直到得到最终的IP地址，将“blog.example.com”设置为“www.example.com”的别名，当用户访问“blog.example.com”时，实际上会先解析到“www.example.com”，然后再按照“www.example.com”的解析记录找到对应的IP地址，这种记录类型常用于将多个域名指向同一个网站,或者用于创建易于记忆的子域名别名。
（四）MX记录（Mail Exchange Record）
MX记录用于指定域名的邮件服务器地址，一个域名可以有多个MX记录，按照优先级排序，当发送邮件到该域名时，邮件服务器会根据MX记录的优先级依次尝试连接对应的邮件服务器，直到邮件成功发送，某公司的域名“example.com”可能有两条MX记录，一条指向主邮件服务器“mail1.example.com”，优先级为10；另一条指向备用邮件服务器“mail2.example.com”，优先级为20，这意味着邮件服务器会首先尝试连接“mail1.example.com”，如果连接失败，再尝试连接“mail2.example.com”。
（五）NS记录（Name Server Record）
NS记录用于指定域名的权威DNS服务器，当一个域名需要设置自己的DNS服务器时，会在上级DNS服务器中设置NS记录，告知其他DNS服务器该域名的权威DNS服务器的位置，某公司搭建了自己的DNS服务器用于管理公司内部的域名解析，那么在注册域名时，需要在顶级域名服务器中设置NS记录，将公司内部的DNS服务器地址（如“dns1.example.com”和“dns2.example.com”）指定为该域名的权威DNS服务器。
相关问题与解答
问题1：为什么有时候访问某些网站会出现DNS解析错误？
解答：出现DNS解析错误可能有多种原因，一是本地网络问题，如本地DNS服务器故障、网络连接不稳定等，导致无法正常向DNS服务器发送查询请求或接收查询结果，二是域名配置问题，例如域名过期未续费、域名解析记录设置错误等，使得DNS服务器无法正确解析域名，三是上级DNS服务器出现问题，如根DNS服务器或顶级域名服务器遭受攻击、维护升级等，影响了整个域名解析流程，如果计算机的DNS缓存中存储了错误的解析记录,也可能导致访问网站时出现DNS解析错误。
问题2：如何更改计算机的DNS服务器设置？
解答：在不同的操作系统中,更改DNS服务器设置的方法有所不同。
在Windows系统中,可以通过以下步骤进行设置：
- 打开“控制面板”，找到“网络和共享中心”。
- 点击当前连接的网络，选择“属性”。
- 在弹出的窗口中，双击“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”或“Internet协议版本6（TCP/IPv6）”,根据需要选择对应的协议版本。
- 在弹出的属性窗口中，选择“使用下面的DNS服务器地址”，然后在“首选DNS服务器”和“备用DNS服务器”栏中输入想要使用的DNS服务器地址（如常用的公共DNS服务器有谷歌的8.8.8.8和8.8.4.4，阿里的223.5.5.5和223.6.6.6等），最后点击“确定”保存设置。
在Mac系统中：
- 点击苹果菜单中的“系统偏好设置”。
- 选择“网络”选项。
- 选择当前连接的网络接口（如WiFi或以太网），然后点击“高级”。
- 在弹出的窗口中，切换到“DNS”选项卡。
- 点击“+”按钮添加新的DNS服务器地址，或修改已有的地址，设置完成后点击“确定”保存。
在Linux系统中： 可以通过修改网络配置文件来设置DNS服务器，不同的Linux发行版配置文件的位置可能不同，一般可以在“/etc/resolv.conf”文件中找到DNS相关的配置信息，可以使用文本编辑器打开该文件,添加或修改DNS服务器地址，
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4保存文件后，重新启动网络服务或计算机