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又到了招聘季了，前两天遇到一个面试的小伙伴，他说面试官和他聊得很投机，无心中谈到了 DNS 申请的过程。他一时语塞轻易应酬了两句，尽管对方没有诘问的意思，但最初面试后果也并不现实。本着边面试边学习的态度，咱们来看看 DNS 申请的过程中波及到的定义和原理。
DNS 的含意和构造
家喻户晓，在互联网中是用 IP 来标识一台服务器的。IP 地址尽管可能代表一台设施，然而因为记忆起来比拟艰难，所以将其替换成一个可能了解和辨认的名字，这个名字咱们称作为域名。例如：www.51cto.com 就是一个域名，在域名前面会定义一个 IP 地址用来指向网站服务器。那么问题来了，谁来做这个从域名到 IP 地址的对应呢？答案是通过 DNS 来实现。
DNS 是域名零碎（Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它将域名和 IP 地址互相映射的一个分布式数据库，在数据库中保留域名与 IP 的对照关系，从而使人更不便地拜访互联网。
DNS 解析是分布式存储的，从构造上来说最顶层是，根域名服务器（ROOT DNS Server），存储 260 个顶级域名服务器的 IP 地址。对于 Ipv4 来说寰球有 13 个根域名服务器，它贮存了每个域（如.com .net .cn）的解析和域名服务器的地址信息。简略的说，根域名服务器就是寄存顶级域名服务器地址的。
在根域名服务器下一级就是，顶级域名服务器。例如.com 的域名服务器，存储的是一些一级域名的权威 DNS 服务器地址(如 toutiao.com 的 DNS)。
顶级域名又称一级域名，顶级域名能够分为三类，即 gTLD、ccTLD 和 New gTLD：
- gTLD：国内顶级域名（generic top-level domains，gTLD），例如：.com/.net/.org 等都属于 gTLD；
- ccTLD：国家和地区顶级域名（country code top-level domains，简称 ccTLD），例如：中国是.cn 域名，日本是.jp 域名；
- New gTLD：新顶级域名（New gTLD），例如：.xyz/.top/.red/.help 等新顶级域名。
顶级域名服务器就是依据下面三类保留域名 IP 对应数据的。
在顶级域名服务器上面一级就是，本地域名服务器（Local DNS）个别是运营商的 DNS，次要作用就是代理用户进行域名剖析的。
如图 1 所示，DNS 域名服务器分为三级，从上到下别离是根域名服务器（Root DNS Server）、顶级域名服务器（gTLD、ccTLD、New gTLD）、本地域名服务器（Local DNS Server）。
图 1 DNS 分层构造
DNS 解析原理
说完 DNS 的构造，再来谈谈其运行原理。通过用户拜访网页的过程，来形容 DNS 解析以及获取 URL 到 IP 映射的整个过程。其中过程比较复杂，会存在信息的来回传递。画图的过程中咱们会简化信息来回传递的线段，重点放在信息传递的门路，通过 9 步来诠释 DNS 解析过程。
图 2 用户申请以及 DNS 解析的全过程
- 1、用户申请通过浏览器输出要拜访网站的地址，例如：www.51cto.com。浏览器会在本人的缓存中查找 URL 对应 IP 地址。如果之前拜访过，保留了这个 URL 对应 IP 地址的缓存，那么就间接拜访 IP 地址。如果没有缓存，进入到第 2 步。
- 2、通过计算机本地的 Host 文件配置，能够设置 URL 和 IP 地址的映射关系。比方 windows 下是通过 C:windwossystem32driveretchosts 文件来设置的，linux 中则是 /etc/named.confg 文件。这里查找本地的 Host 文件，看是有 IP 地址的缓存。如果在文件中仍旧没有找到映射关系，进入第 3 步。
- 3、申请 Local DNS Server，通过本地运营商获取 URL 和 IP 的映射关系。如果在校园网，DNS 服务器就在学校，如果是小区网络，DNS 服务器是运营商提供的。总之这个服务器在物理地位上离发动申请的计算机比拟近。Local DNS Server 缓存了大量的 DNS 解析后果。因为它的性能较好，物理上的间隔又比拟近，它通常会在很短的工夫内返回指定域名的解析后果。80% 的 DNS 解析需要在这一步就满足了。如果在这一步还是没有实现 DNS 解析，进入第 4 步
- 4、通过 Root DNS Server 进行解析，ROOT DNS Server 会依据申请的 URL 返回给 Local DNS Server 顶级域名服务器的地址。例如：查问的是”.com”的域名，就查问 gTL 对应的域名服务器的地址。
- 5、返回顶级域名服务器的地址当前，拜访对应的顶级域名服务器（gTLD、ccTLD、New gTLD），并且返回 Name Server 服务器地址。这个 Name Server 就是网站注册的域名服务器，下面蕴含了网站 URL 和 IP 的对应信息。例如你在某个域名服务提供商申请的域名，这个域名就由他们的服务器来解析。这个 Name Server 是由域名提供商保护的。
- 6、Name Server 会把指定域名的 A 记录或者 CNAME 返回给 Local DNS Server，并且设置一个 TTL。
A (Address) 记录是用来指定主机名（或域名）对应的 IP 地址记录。用户能够将该域名下的网站服务器指向到本人的 web server 上。同时也能够设置您域名的二级域名。CNAME：别名记录。这种记录容许您将多个名字映射到另外一个域名。通常用于同时提供 WWW 和 MAIL 服务的计算机。例如，有一台计算机名为“host.mydomain.com”（A 记录）。它同时提供 WWW 和 MAIL 服务，为了便于用户拜访服务。服务商从不便保护的角度，个别也倡议用户应用 CNAME 记录绑定域名的。如果主机应用了双线 IP，显然应用 CNAME 也要不便一些。TTL（Time To Live）：也就是设置这个 DNS 解析在 Local DNS Server 下面的过期工夫。超过了这个过期工夫，URL 和 IP 的映射就会被删除，须要获取还要申请 Name Server。- 7、如果此时获取的是 A 记录，那么就能够间接拜访网站的 IP 了。然而通常来说大型的网站都会返回 CNAME，而后将其传给 GTM Server。
GTM（Global Traffic Manager 的简写）即全局流量治理，基于网宿智能 DNS、分布式监控体系，实现实时故障切换及寰球负载平衡，保障应用服务的继续高可用性。传给 GTM 的目标就是心愿通过 GTM 的负载平衡机制，帮忙用户找到最适宜本人的服务器 IP。
也就是离本人最近，性能最好，服务器状态最衰弱的。而且大多数的网站会做 CDN 缓存，此时就更须要应用 GTM 帮你找到网络节点中适宜你的 CDN 缓存服务器。
- 8、找到 CDN 缓存服务器当前，能够间接从服务器下面获取一些动态资源，例如：HTML、CSS、JS 和图片。然而一些动静资源，例如商品信息，订单信息，须要通过第 9 步。
- 9、对于没有缓存的动静资源须要从应用服务器获取，在应用服务器与互联网之间通常有一层负载均衡器负责反向代理。有它路由到应用服务器上。
总结
NS 服务器是用来做 URL 与 IP 地址解析的，帮忙用户找到要拜访服务器的 IP。从 DNS 服务器的构造来说大抵分为三层：根域名服务器，顶级域名服务器，本地域名服务器。
申请域名的供应商会提供 Name Server 作为 DNS 解析。从用户拜访一个网站登程，通过浏览器，本地 Host 文件、Local DNS Server、Root DNS Server、顶级域名服务器（gTLD、ccTLD、New gTLD）、Name Server、GTM、CDN、Application Server。共经验了九个步骤。
作者：51CTO 崔皓
起源：https://blog.51cto.com/142793…
