DNS 协议
DNS（Domain Name System，域名系统）协议是互联网的一项核心服务，主要用于将人类可读的域名转换为机器可识别的 IP 地址，它具有以下特点和作用：
一、基本概念和作用
- 域名与 IP 地址的转换：
- 互联网上的设备通过 IP 地址进行相互通信，但 IP 地址（如 192.168.1.1）难以记忆，而域名（如 www.example.com）更符合人类的记忆习惯。DNS 协议就负责在两者之间进行转换。
- 例如，当用户在浏览器中输入“www.example.com”时，浏览器会向 DNS 服务器发送请求，询问该域名对应的 IP 地址，然后使用获取到的 IP 地址与对应的服务器建立连接。
二、DNS 系统的组成结构
- 域名空间：
- 它是一个层次化的命名系统，类似于一棵树的结构。
- 顶级域（如.com、.org、.net 等）位于树的顶部，其下是二级域（如 example.com），再往下可以有三级域、子域等。每个域名都是从根节点开始，通过一系列标签（如“www”“example”“com”等）组成的路径来标识。
- 域名服务器：
- 根域名服务器：是 DNS 系统的最高层次，全球共有 13 组根域名服务器（实际上是数百台服务器组成的集群），它们存储着顶级域名服务器的地址信息。
- 顶级域名服务器：负责管理顶级域名（如.com、.net 等），知道相应顶级域下的二级域名服务器的地址。
- 权威域名服务器：由域名的所有者或管理者负责维护，存储特定域名（如 example.com）的详细 IP 地址和其他相关信息。
- 本地域名服务器：通常由互联网服务提供商（ISP）设置，在用户的本地网络中。它可以缓存域名解析结果，提高查询效率，并且当它无法解析域名时，会向其他层次的域名服务器发起查询请求。
三、DNS 查询过程
- 递归查询：
- 客户端向本地域名服务器发起查询请求，如果本地域名服务器不知道答案，它会代替客户端向其他域名服务器继续发起查询请求，直到获取到结果并返回给客户端。
- 例如，用户的电脑向本地 DNS 服务器查询一个域名，本地服务器不知道答案，就会依次向根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器查询，最后将结果返回给用户的电脑。
- 迭代查询：
- 当本地域名服务器向其他域名服务器发起查询时，接收查询的服务器如果不知道答案，它会返回下一个可能知道答案的服务器地址，让本地服务器继续向该地址发起查询，而不是代替它进行查询。
- 例如，本地服务器向根域名服务器查询，根服务器不知道具体答案，但会返回顶级域名服务器的地址，本地服务器再向顶级域名服务器查询，依此类推，直到获取到最终答案。
四、DNS 记录类型
- A 记录：
- 用于将域名映射到 IPv4 地址。例如，域名“www.example.com”的 A 记录可能指向 IP 地址“192.168.1.1”。
- AAAA 记录：
- 用于将域名映射到 IPv6 地址。随着 IPv6 的普及，AAAA 记录变得越来越重要。
- CNAME 记录：
- 别名记录，它可以为一个域名设置一个别名。例如，可以为“www.example.com”设置一个 CNAME 记录，指向“example.com”，这样当用户访问“www.example.com”时，实际上是访问“example.com”。
- MX 记录：
- 邮件交换记录，用于指定负责接收该域名电子邮件的邮件服务器。例如，“example.com”的 MX 记录可能指向“mail.example.com”，表示邮件应该发送到“mail.example.com”服务器进行处理。
- NS 记录：
- 域名服务器记录，用于指定该域名由哪些域名服务器进行解析。例如，“example.com”的 NS 记录可能指向特定的权威域名服务器。
五、DNS 缓存
- 作用：
- 为了提高域名解析的效率，减少网络延迟和 DNS 服务器的负载，DNS 系统中存在各级缓存。
- 本地域名服务器会缓存查询结果，下次相同的查询可以直接从缓存中获取答案，而不必再次向其他服务器发起查询。
- 操作系统和浏览器也可能会缓存 DNS 解析结果。
- 缓存时间（TTL，Time To Live）：
- DNS 记录在缓存中都有一个生存时间（TTL），当 TTL 过期后，缓存中的记录会被清除，下次查询时需要重新获取最新的解析结果。
- 域名所有者可以在权威域名服务器上设置 TTL 值，根据实际需求来平衡域名解析的准确性和缓存的效率。
六、DNS 安全
- DNS 劫持：
- 攻击者通过篡改 DNS 解析结果，将用户的请求导向恶意网站或服务器。
- 例如，用户本来要访问银行网站，但 DNS 被劫持后，可能会被引导到一个假冒的钓鱼网站，导致用户信息泄露。
- DNSSEC（DNS Security Extensions，DNS 安全扩展）：
- 它是一种通过数字签名来保证 DNS 数据完整性和真实性的技术。
- 权威域名服务器对 DNS 记录进行数字签名，客户端和递归服务器可以验证签名的有效性，防止 DNS 劫持和数据篡改。
- DNS over HTTPS（DoH）和 DNS over TLS（DoT）：
- 传统的 DNS 查询使用 UDP 或 TCP 协议，数据以明文传输，容易被窃听和篡改。
- DoH 通过 HTTPS 协议来加密和传输 DNS 查询，DoT 则使用 TLS 协议，增强了 DNS 查询的安全性和隐私性。
如何优化 DNS 解析速度？
递归查询和迭代查询的区别是什么？
递归服务器和迭代服务器的工作原理分别是怎样的？