DNS 如何工作：从域名到 IP 地址

在浏览器中输入 example.com，页面几乎立刻出现。在这两个瞬间之间，一个遍布全球的分布式数据库回答了一个问题：这个名称对应哪个 IP 地址？这个系统就是 DNS，即域名系统。

值得好好理解它，因为几乎每一个令人困惑的网站问题，比如修改迟迟不生效、邮件消失、网站在一台设备上正常而在另一台上却不行，追根溯源都与 DNS 解析和缓存的实际行为有关。

四个参与者

• 存根解析器：内置在您操作系统中的小型 DNS 客户端。它几乎什么都不知道，会立刻把任务委托出去。
• 递归解析器：通常由您的运营商运行，或者是 1.1.1.1、8.8.8.8 这样的公共解析器。它是一路追查答案并将其缓存的主力。
• 根服务器和顶级域服务器：它们不知道答案，但知道谁知道。根服务器指向 .com；.com 顶级域服务器再指向该域名自己的名称服务器。
• 权威名称服务器：保存该域名真实记录的服务器。它们所说的，按定义就是真相。

逐步看一次查询

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   先检查本地缓存

   您的浏览器有自己的 DNS 缓存，操作系统也有。如果其中任何一个保存着 example.com 未过期的答案，查询在几微秒内就结束了，完全不会产生任何网络流量。

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   询问递归解析器

   未命中时，存根解析器会把查询发送给已配置的递归解析器，也就是一个 UDP 数据包，通常发往 53 端口。

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   解析器询问根服务器

   如果解析器没有任何缓存，它就从最顶层开始。根服务器并不知道 example.com，但会回复：这是 .com 的名称服务器。

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   解析器询问顶级域服务器

   .com 服务器回复一个引荐：example.com 的权威名称服务器是这些。仍然不是答案，而是又一个指针。

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   解析器询问权威名称服务器

   这一台拥有真正的区域文件。它返回 A 记录：93.184.216.34，以及一个 TTL，说明该答案可以被重复使用多久。

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   答案被缓存并返回

   解析器在 TTL 时长内缓存结果，把它交给您的操作系统，再由操作系统交给浏览器。直到现在，才能开始与服务器建立 TCP 连接。

递归与权威：真正重要的区别

人们经常把这两者混为一谈，并因此造成实际的调试失误。

实际的后果是：当您修改 DNS 记录时，权威服务器会立即更新。而全球每一台递归解析器会继续提供其缓存的副本，直到 TTL 过期。这段时间差，就是人们所说的 DNS 传播。

解析器实际返回什么

一个响应不只是一个地址。它携带记录类型、值和 TTL，还有标志位，说明该答案是权威的，还是来自缓存。一个域名会同时发布许多种记录类型：A 和 AAAA 用于地址，MX 用于邮件路由，NS 用于其名称服务器，TXT 用于验证和策略。

example.com.    3600    IN    A        93.184.216.34
example.com.    3600    IN    AAAA     2606:2800:220:1::248
example.com.    3600    IN    MX       10 mail.example.com.
example.com.   86400    IN    NS       ns1.example.com.

名称后面的数字是以秒为单位的 TTL。IN 表示互联网类。其余部分是记录类型及其值。

DNS 在实际中哪里会出问题

• 修改尚未传播。权威服务器是正确的；您和它之间的某个缓存则不是。无需修复，只需等待。
• 名称服务器指向了错误的服务商。您在域名注册商处编辑了记录，但域名实际委派给的是主机商的名称服务器，所以这些修改会被忽略。
• 缺少末尾的点。在区域文件中，不带末尾点的 mail.example.com 可能被解释为相对于该区域，从而生成 mail.example.com.example.com。
• 没有 AAAA 记录，却有纯 IPv6 的客户端。对它们来说网站无法访问，而对其他所有人则完全正常。

使用首页上的查询工具，您可以查看任意域名的上述每一种记录，它会分别独立查询，因此即使某个域名缺少其中一种类型，其余的仍然会显示。