域名系统解析互联网网站的名称及其底层 IP 地址，并在此过程中增加了效率和安全性。

• 来源：linux.cn • 作者：Keith Shaw, Josh Fruhlinger • 译者：Xingyu.Wang •

（本文字数：4772，阅读时长大约：8 分钟）

域名系统(Domain Name System)（DNS）是互联网的基础之一，然而大多数不懂网络的人可能并不知道他们每天都在使用它来工作、查看电子邮件或在智能手机上浪费时间。

就其本质而言，DNS 是一个与数字匹配的名称目录。这些数字，在这里指的是 IP 地址，计算机用 IP 地址来相互通信。大多数对 DNS 的描述都是用电话簿来比喻，这对于 30 岁以上的人来说是没有问题的，因为他们知道电话簿是什么。

如果你还不到 30 岁，可以把 DNS 想象成你的智能手机的联系人名单，它将人们的名字与他们的电话号码及电子邮件地址进行匹配，然后这个联系人名单的就像地球上的人一样多。

DNS 简史

当互联网还非常、非常小的时候，人们很容易将特定的 IP 地址与特定的计算机对应起来，但随着越来越多的设备和人加入到不断发展的网络中，这种简单的情况就没法持续多久了。现在仍然可以在浏览器中输入一个特定的 IP 地址来到达一个网站，但当时和现在一样，人们希望得到一个由容易记忆的单词组成的地址，也就是我们今天所认识的那种域名（比如 linux.cn ）。在 20 世纪 70 年代和 80 年代早期，这些名称和地址是由一个人指定的，她是 斯坦福大学的 Elizabeth Feinler ，她在一个名为 HOSTS.TXT 的文本文件中维护着一个主列表，记录了每一台连接互联网的计算机。

随着互联网的发展，这种局面显然无法维持下去，尤其是因为 Feinler 只处理加州时间下午 6 点之前的请求，而且圣诞节也要请假。1983 年，南加州大学的研究人员 Paul Mockapetris 受命在处理这个问题的多种建议中提出一个折中方案。但他基本上无视了所有提出的建议，而是开发了自己的系统，他将其称为 DNS。虽然从那时起，现今的它显然发生了很大的变化，但在基本层面上，它的工作方式仍然与将近 40 年前相同。

DNS 服务器是如何工作的

将名字与数字相匹配的 DNS 目录并不是整个藏在互联网的某个黑暗角落。截至 2017 年底， 它记录了超过 3.32 亿个域名 ，如果作为一个目录确实会非常庞大。就像互联网本身一样，该目录分布在世界各地，存储在域名服务器（一般简称为 DNS 服务器）上，这些服务器都会非常有规律地相互沟通，以提供更新和冗余。

权威 DNS 服务器与递归 DNS 服务器的比较

当你的计算机想要找到与域名相关联的 IP 地址时，它首先会向 递归(recursive) DNS 服务器（也称为递归解析器）提出请求。递归解析器是一个通常由 ISP 或其他第三方提供商运营的服务器，它知道需要向其他哪些 DNS 服务器请求解析一个网站的名称与其 IP 地址。实际拥有所需信息的服务器称为 权威(authoritative) DNS 服务器。

DNS 服务器和 IP 地址

每个域名可以对应一个以上的 IP 地址。事实上，有些网站有数百个甚至更多的 IP 地址与一个域名相对应。例如，你的计算机访问 www.google.com 所到达的服务器，很可能与其他国家的人在浏览器中输入相同的网站名称所到达的服务器完全不同。

该目录的分布式性质的另一个原因是，如果这个目录只在一个位置，在数百万，可能是数十亿在同一时间寻找信息的人中共享，那么当你在寻找一个网站时，你需要花费多少时间才能得到响应 —— 这就像是排着长队使用电话簿一样。

什么是 DNS 缓存？

为了解决这个问题，DNS 信息在许多服务器之间共享。但最近访问过的网站的信息也会在客户端计算机本地缓存。你有可能每天使用 google.com 好几次。你的计算机不是每次都向 DNS 名称服务器查询 google.com 的 IP 地址，而是将这些信息保存在你的计算机上，这样它就不必访问 DNS 服务器来解析这个名称的 IP 地址。额外的缓存也可能出现在用于将客户端连接到互联网的路由器上，以及用户的互联网服务提供商（ISP）的服务器上。有了这么多的缓存，实际上对 DNS 名称服务器的查询数量比看起来要少很多。