DNS 是互聯(lián)網(wǎng)核心協(xié)議之一溉贿。不管是上網(wǎng)瀏覽枫吧，還是編程開(kāi)發(fā)浦旱，都需要了解一點(diǎn)它的知識(shí)。
DNS 是什么九杂？
DNS （Domain Name System 的縮寫）的作用非常簡(jiǎn)單颁湖，就是根據(jù)域名查出IP地址宣蠕。你可以把它想象成一本巨大的電話本。
舉例來(lái)說(shuō)甥捺，如果你要訪問(wèn)域名 math.stackexchange.com抢蚀，首先要通過(guò)DNS查出它的IP地址是 151.101.129.69。
查詢過(guò)程
雖然只需要返回一個(gè)IP地址镰禾，但是DNS的查詢過(guò)程非常復(fù)雜皿曲，分成多個(gè)步驟。
工具軟件dig可以顯示整個(gè)查詢過(guò)程吴侦。
$ dig math.stackexchange.com
上面的命令會(huì)輸出六段信息屋休。
第一段是查詢參數(shù)和統(tǒng)計(jì)。
第二段是查詢內(nèi)容备韧。
上面結(jié)果表示劫樟，查詢域名math.stackexchange.com的A記錄，A是address的縮寫织堂。
第三段是DNS服務(wù)器的答復(fù)叠艳。
上面結(jié)果顯示，math.stackexchange.com 有四個(gè)A記錄易阳，即四個(gè)IP地址附较。600是TTL值（Time to live 的縮寫），表示緩存時(shí)間潦俺，即600秒之內(nèi)不用重新查詢翅睛。
第四段顯示stackexchange.com的NS記錄（Name Server的縮寫），即哪些服務(wù)器負(fù)責(zé)管理stackexchange.com的DNS記錄黑竞。
上面結(jié)果顯示stackexchange.com共有四條NS記錄捕发，即四個(gè)域名服務(wù)器，向其中任一臺(tái)查詢就能知道m(xù)ath.stackexchange.com的IP地址是什么很魂。
第五段是上面四個(gè)域名服務(wù)器的IP地址扎酷，這是隨著前一段一起返回的。
第六段是DNS服務(wù)器的一些傳輸信息遏匆。
上面結(jié)果顯示法挨，本機(jī)的DNS服務(wù)器是192.168.1.253，查詢端口是53（DNS服務(wù)器的默認(rèn)端口）幅聘，以及回應(yīng)長(zhǎng)度是305字節(jié)凡纳。
如果不想看到這么多內(nèi)容，可以使用+short參數(shù)帝蒿。
$ dig +short math.stackexchange.com 151.101.129.69 151.101.65.69 151.101.193.69 151.101.1.69 上面命令只返回math.stackexchange.com對(duì)應(yīng)的4個(gè)IP地址（即A記錄）荐糜。
DNS服務(wù)器
下面我們根據(jù)前面這個(gè)例子，一步步還原，本機(jī)到底怎么得到域名math.stackexchange.com 的IP地址暴氏。
首先延塑，本機(jī)一定要知道DNS服務(wù)器的IP地址，否則上不了網(wǎng)答渔。通過(guò)DNS服務(wù)器关带，才能知道某個(gè)域名的IP地址到底是什么。
DNS服務(wù)器的IP地址沼撕，有可能是動(dòng)態(tài)的宋雏，每次上網(wǎng)時(shí)由網(wǎng)關(guān)分配，這叫做DHCP機(jī)制务豺；也有可能是事先指定的固定地址好芭。Linux系統(tǒng)里面，DNS服務(wù)器的IP地址保存在/etc/resolv.conf文件冲呢。
上例的DNS服務(wù)器是192.168.1.253舍败，這是一個(gè)內(nèi)網(wǎng)地址。有一些公網(wǎng)的DNS服務(wù)器敬拓，也可以使用邻薯，其中最有名的就是Google的8.8.8.8和Level 3的4.2.2.2。
本機(jī)只向自己的DNS服務(wù)器查詢乘凸，dig命令有一個(gè)@參數(shù)厕诡，顯示向其他DNS服務(wù)器查詢的結(jié)果。
$ dig @4.2.2.2 math.stackexchange.com 上面命令指定向DNS服務(wù)器4.2.2.2查詢营勤。
域名的層級(jí)
DNS服務(wù)器怎么會(huì)知道每個(gè)域名的IP地址呢灵嫌？答案是分級(jí)查詢。
請(qǐng)仔細(xì)看前面的例子葛作，每個(gè)域名的尾部都多了一個(gè)點(diǎn)寿羞。
比如，域名math.stackexchange.com顯示為math.stackexchange.com.赂蠢。這不是疏忽绪穆，而是所有域名的尾部，實(shí)際上都有一個(gè)根域名虱岂。
舉例來(lái)說(shuō)玖院，www.example.com真正的域名是www.example.com.root，簡(jiǎn)寫為www.example.com.第岖。因?yàn)槟丫蛎?root對(duì)于所有域名都是一樣的，所以平時(shí)是省略的蔑滓。
根域名的下一級(jí)郊酒，叫做”頂級(jí)域名”（top-level domain遇绞，縮寫為TLD），比如.com猎塞、.net试读；再下一級(jí)叫做”次級(jí)域名”（second-level domain杠纵，縮寫為SLD）荠耽，比如www.example.com里面的.example，這一級(jí)域名是用戶可以注冊(cè)的比藻；再下一級(jí)是主機(jī)名（host）铝量，比如www.example.com里面的www，又稱為”三級(jí)域名”银亲，這是用戶在自己的域里面為服務(wù)器分配的名稱慢叨，是用戶可以任意分配的。
總結(jié)一下务蝠，域名的層級(jí)結(jié)構(gòu)如下拍谐。
主機(jī)名.次級(jí)域名.頂級(jí)域名.根域名 # 即 host.sld.tld.root
根域名服務(wù)器
DNS服務(wù)器根據(jù)域名的層級(jí)，進(jìn)行分級(jí)查詢馏段。
需要明確的是轩拨，每一級(jí)域名都有自己的NS記錄，NS記錄指向該級(jí)域名的域名服務(wù)器院喜。這些服務(wù)器知道下一級(jí)域名的各種記錄亡蓉。
所謂”分級(jí)查詢”，就是從根域名開(kāi)始喷舀，依次查詢每一級(jí)域名的NS記錄砍濒，直到查到最終的IP地址，過(guò)程大致如下硫麻。
- 從”根域名服務(wù)器”查到”頂級(jí)域名服務(wù)器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
- 從”頂級(jí)域名服務(wù)器”查到”次級(jí)域名服務(wù)器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
- 從”次級(jí)域名服務(wù)器”查出”主機(jī)名”的IP地址
仔細(xì)看上面的過(guò)程爸邢，你可能發(fā)現(xiàn)了，沒(méi)有提到DNS服務(wù)器怎么知道”根域名服務(wù)器”的IP地址拿愧〖坠鳎回答是”根域名服務(wù)器”的NS記錄和IP地址一般是不會(huì)變化的，所以內(nèi)置在DNS服務(wù)器里面赶掖。
下面是內(nèi)置的根域名服務(wù)器IP地址的一個(gè)例子感猛。
上面列表中，列出了根域名（.root）的三條NS記錄A.ROOT-SERVERS.NET奢赂、B.ROOT-SERVERS.NET和C.ROOT-SERVERS.NET陪白，以及它們的IP地址（即A記錄）198.41.0.4、192.228.79.201膳灶、192.33.4.12咱士。
另外立由，可以看到所有記錄的TTL值是3600000秒，相當(dāng)于1000小時(shí)序厉。也就是說(shuō)锐膜，每1000小時(shí)才查詢一次根域名服務(wù)器的列表。
目前弛房，世界上一共有十三組根域名服務(wù)器道盏，從A.ROOT-SERVERS.NET一直到M.ROOT-SERVERS.NET。
分級(jí)查詢的實(shí)例
dig命令的+trace參數(shù)可以顯示DNS的整個(gè)分級(jí)查詢過(guò)程文捶。
$ dig +trace math.stackexchange.com
上面命令的第一段列出根域名.的所有NS記錄荷逞，即所有根域名服務(wù)器。
根據(jù)內(nèi)置的根域名服務(wù)器IP地址粹排，DNS服務(wù)器向所有這些IP地址發(fā)出查詢請(qǐng)求种远，詢問(wèn)math.stackexchange.com的頂級(jí)域名服務(wù)器com.的NS記錄。最先回復(fù)的根域名服務(wù)器將被緩存顽耳，以后只向這臺(tái)服務(wù)器發(fā)請(qǐng)求坠敷。
接著是第二段。
?
上面結(jié)果顯示.com域名的13條NS記錄射富，同時(shí)返回的還有每一條記錄對(duì)應(yīng)的IP地址膝迎。
然后，DNS服務(wù)器向這些頂級(jí)域名服務(wù)器發(fā)出查詢請(qǐng)求辉浦，詢問(wèn)math.stackexchange.com的次級(jí)域名stackexchange.com的NS記錄弄抬。
上面結(jié)果顯示stackexchange.com有四條NS記錄，同時(shí)返回的還有每一條NS記錄對(duì)應(yīng)的IP地址宪郊。
然后掂恕，DNS服務(wù)器向上面這四臺(tái)NS服務(wù)器查詢math.stackexchange.com的主機(jī)名。
上面結(jié)果顯示弛槐，math.stackexchange.com有4條A記錄懊亡，即這四個(gè)IP地址都可以訪問(wèn)到網(wǎng)站。并且還顯示乎串，最先返回結(jié)果的NS服務(wù)器是ns-463.awsdns-57.com店枣，IP地址為205.251.193.207。
NS 記錄的查詢
dig命令可以單獨(dú)查看每一級(jí)域名的NS記錄叹誉。
$ dig ns com $ dig ns stackexchange.com
+short參數(shù)可以顯示簡(jiǎn)化的結(jié)果鸯两。
$ dig +short ns com $ dig +short ns stackexchange.com
DNS的記錄類型
域名與IP之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為”記錄”（record）长豁。根據(jù)使用場(chǎng)景钧唐，”記錄”可以分成不同的類型（type），前面已經(jīng)看到了有A記錄和NS記錄匠襟。
常見(jiàn)的DNS記錄類型如下钝侠。
A：地址記錄（Address）该园，返回域名指向的IP地址。
NS：域名服務(wù)器記錄（Name Server）帅韧，返回保存下一級(jí)域名信息的服務(wù)器地址里初。該記錄只能設(shè)置為域名，不能設(shè)置為IP地址忽舟。
MX：郵件記錄（Mail eXchange）双妨，返回接收電子郵件的服務(wù)器地址。
CNAME：規(guī)范名稱記錄（Canonical Name）萧诫，返回另一個(gè)域名斥难，即當(dāng)前查詢的域名是另一個(gè)域名的跳轉(zhuǎn)枝嘶，詳見(jiàn)下文帘饶。
PTR：逆向查詢記錄（Pointer Record），只用于從IP地址查詢域名群扶，詳見(jiàn)下文及刻。
一般來(lái)說(shuō)，為了服務(wù)的安全可靠竞阐，至少應(yīng)該有兩條NS記錄缴饭，而A記錄和MX記錄也可以有多條，這樣就提供了服務(wù)的冗余性骆莹，防止出現(xiàn)單點(diǎn)失敗颗搂。
CNAME 記錄主要用于域名的內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，為服務(wù)器配置提供靈活性幕垦，用戶感知不到丢氢。舉例來(lái)說(shuō)，facebook.github.io這個(gè)域名就是一個(gè)CNAME記錄先改。
$ dig facebook.github.io ... ;; ANSWER SECTION: facebook.github.io. 3370 IN CNAME github.map.fastly.net. github.map.fastly.net. 600 IN A 103.245.222.133
上面結(jié)果顯示疚察，facebook.github.io的CNAME記錄指向github.map.fastly.net。也就是說(shuō)仇奶，用戶查詢facebook.github.io的時(shí)候貌嫡，實(shí)際上返回的是github.map.fastly.net的IP地址。這樣的好處是该溯，變更服務(wù)器IP地址的時(shí)候岛抄，只要修改github.map.fastly.net這個(gè)域名就可以了，用戶的facebook.github.io域名不用修改狈茉。
由于CNAME記錄就是一個(gè)替換夫椭，所以域名一旦設(shè)置CNAME記錄以后，就不能再設(shè)置其他記錄了（比如A記錄和MX記錄）论皆，這是為了防止產(chǎn)生沖突益楼。舉例來(lái)說(shuō)猾漫，foo.com指向bar.com，而兩個(gè)域名各有自己的MX記錄感凤，如果兩者不一致悯周，就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。由于頂級(jí)域名通常要設(shè)置MX記錄陪竿，所以一般不允許用戶對(duì)頂級(jí)域名設(shè)置CNAME記錄禽翼。
PTR記錄用于從IP地址反查域名。dig命令的-x參數(shù)用于查詢PTR記錄族跛。
$ dig -x 192.30.252.153 ... ;; ANSWER SECTION: 153.252.30.192.in-addr.arpa. 3600 IN PTR pages.github.com. 上面結(jié)果顯示闰挡，192.30.252.153這臺(tái)服務(wù)器的域名是pages.github.com。
逆向查詢的一個(gè)應(yīng)用礁哄，是可以防止垃圾郵件长酗，即驗(yàn)證發(fā)送郵件的IP地址，是否真的有它所聲稱的域名桐绒。
dig命令可以查看指定的記錄類型夺脾。
$ dig a github.com $ dig ns github.com $ dig mx github.com
其他DNS工具
除了dig，還有一些其他小工具也可以使用茉继。
1咧叭、host 命令
host命令可以看作dig命令的簡(jiǎn)化版本，返回當(dāng)前請(qǐng)求域名的各種記錄烁竭。
$ host github.com github.com has address 192.30.252.121 github.com mail is handled by 5 ALT2.ASPMX.L.GOOGLE.COM. github.com mail is handled by 10 ALT4.ASPMX.L.GOOGLE.COM. github.com mail is handled by 10 ALT3.ASPMX.L.GOOGLE.COM. github.com mail is handled by 5 ALT1.ASPMX.L.GOOGLE.COM. github.com mail is handled by 1 ASPMX.L.GOOGLE.COM. $ host facebook.github.com facebook.github.com is an alias for github.map.fastly.net. github.map.fastly.net has address 103.245.222.133
host命令也可以用于逆向查詢菲茬，即從IP地址查詢域名，等同于dig -x 派撕。
$ host 192.30.252.153 153.252.30.192.in-addr.arpa domain name pointer pages.github.com.
2婉弹、nslookup 命令
nslookup命令用于互動(dòng)式地查詢域名記錄。
$ nslookup > facebook.github.io Server: 192.168.1.253 Address: 192.168.1.253#53 Non-authoritative answer: facebook.github.io canonical name = github.map.fastly.net. Name: github.map.fastly.net Address: 103.245.222.133 > 3腥刹、whois 命令
whois命令用來(lái)查看域名的注冊(cè)情況马胧。
$ whois github.com
看到這里還沒(méi)過(guò)癮，那么就來(lái)群里與更多的同學(xué)交流切磋技術(shù)衔峰，戳這里：咱們來(lái)一起抱團(tuán)取暖佩脊，好嗎？
