一文看懂DNS：域名解析的全过程与工作原理

什么是 DNS？#

DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网的核心基础服务之一，可以将其理解为一本全球通用的“电话簿”。它的主要功能是将人类易于记忆的域名（例如 www.aliyun.com）翻译成机器用于通信的 IP 地址（例如 106.11.226.155）。当然也有反向解析的功能，也就是：将 IP 地址翻译成域名。不过通常用在邮件等方面，我们日常建站来说用不到。

总之这样，我们就无需记忆枯燥的数字串了，可以用类似 baidu.com、mi.com、qq.com 等直观的域名来访问互联网服务。

域的层级划分#

域名的结构并非扁平，而是呈树状的层级划分。从上至下主要分为：根域、顶级域、二级域 和子域。

Loading Mermaid...

根域#

DNS 树的最顶端，是所有域名的最终归属。
虽然我们在浏览器输入网址时通常会省略这个点，但完整的格式其实是 www.example.com.
例如，完整的域名 www.aliyun.com. 末尾的 . 即代表根域。

顶级域#

直接位于根域之下，分为两类：
- 通用顶级域 (gTLD)：如 .com、.org、.net、.io 等。
- 国家及地区顶级域 (ccTLD)：如 .cn（中国）、.uk（英国）、.jp（日本）等。
在 aliyun.com 中，.com 就是其顶级域。

二级域#

注册在顶级域之下的名称，就是你能实际买到的域名。
你可能还会见过com.cn这样后缀的域名。实际上你可以理解为cn管理机构自己注册了com.cn然后把com.cn的三级子域开放出来给大家注册购买。但在架构上，com 就是 .cn 顶级域下的一个二级域（所以你也不要想着通过注册 com.cn 来创建新的顶级域了）。

子域#

你作为一个域名所有者，可以为自己的域名创建子域。
例如，www.aliyun.com 中的 www，以及我的 blog.tianhw.top 中的 blog 都是子域。
理论上你可以创建无限个二级域名，如 1.2.3.4.example.com。同理一个二级域名可以解析无限个三级域名，无限套娃。然而在实际操作中，用户解析域名过多会严重影响DNS服务器的性能。所以你能实际添加的子域名数量是受到云服务商限制的
子域可以拥有独立的 NS（域名服务器）记录，从而实现分离管理。当递归解析器在查询中发现子域存在专属的 NS 服务器时，会将查询转向该服务器继续递归。

DNS 服务器#

在 DNS 解析网络中，根据所处位置和功能，服务器主要分为以下五种角色。日常配置中最常接触的是前两种。

角色	主要功能	典型例子/位置
DNS 转发器	接收客户端请求，简单转发给上游递归服务器，自身不具备递归解析能力。通常用于局域网内分发 DNS 配置。	家用路由器（如 `192.168.1.1`）
递归 DNS 服务器	DNS 系统的核心引擎。接收用户请求后，负责完成从根到权威的完整查询流程（“跑腿”），并将最终结果返回给用户。同时会缓存结果以提升效率。	公共DNS服务，如阿里云DNS（`223.5.5.5`）、腾讯云DNS（`119.29.29.29`）、114DNS（`114.114.114.114`）
根 DNS 服务器	整个DNS查询的起点，负责告知递归服务器去哪里寻找顶级域（TLD）服务器的信息。全球共13个逻辑标识。	`a.root-servers.net` 至 `m.root-servers.net`
TLD 权威服务器	管理特定顶级域（如 `.com`, `.cn`）下所有二级域的权威服务器地址。相当于“片区派出所”，知道该找哪位“户籍警”。	管理 `.com` 的服务器知道 `aliyun.com` 该找谁查询
权威 DNS 服务器	持有特定域名（如 `aliyun.com`）最终、最准确的解析记录（如A, AAAA记录）。是解析流程的“终审法官”。	由域名所有者自行配置或托管于云服务商（如阿里云、腾讯云、AWS）

DNS 查询流程#

假设你的电脑连接家用路由器，路由器上游 DNS 为 223.5.5.5。当你在浏览器输入 www.aliyun.com 时，一次完整的 DNS 解析过程如下：

发起查询：你的设备（假设没有本地缓存）向家里的路由器发送请求解析 www.aliyun.com。
请求转发：路由器直接将请求打包转发给上游的递归 DNS（如阿里云DNS（223.5.5.5）、腾讯云DNS（119.29.29.29）、114DNS（114.114.114.114）。
查询根域（缓存未命中时）：如果递归 DNS 自己没有这条记录的缓存，它就会先去找根 DNS 服务器，询问：“管理 .com 的 TLD 权威服务器在哪里？”
根域指路：根 DNS 服务器返回 .com 的 TLD 服务器列表，同时贴心地附加上这些服务器的 IP 地址。
查询 TLD：递归 DNS 拿到地址后，向 .com 的 TLD 权威服务器发起查询：“管理 aliyun.com 的权威服务器在哪里？”
TLD 指路：TLD 权威服务器返回 aliyun.com 的 NS 服务器及其对应 IP。
查询权威服务器：递归 DNS 终于找到了正主，向 aliyun.com 的权威服务器发问：“www.aliyun.com 的 A 记录是多少？”
权威答复：权威服务器给出最终答案，返回相应的 A 记录（如 106.11.226.155），并带有一个用于缓存的 TTL。
返回与缓存：递归 DNS 收到结果后自己缓存一份，然后将这个 IP 地址返回给路由器，最终交回给你的设备。下次访问时，递归 DNS 就会直接从缓存中获取结果，省去一次完整的查询过程。
建立连接：你的设备使用这个获取到的 IP 地址，成功与阿里云服务器建立了连接。

常见解析记录类型#

DNS 不仅解析IP地址，还承载多种网络服务配置信息。以下是常用的记录类型：

记录类型	全称	用途说明
A	Address	将域名指向一个 IPv4 地址。
AAAA	IPv6 Address	将域名指向一个 IPv6 地址。
CNAME	Canonical Name	将一个域名指向另一个域名（别名）。注意：CNAME记录不能与其他记录（如MX, TXT）共存于同一主机名下。
NS	Name Server	指定该域名由哪些权威服务器进行解析。
MX	Mail Exchange	指定处理该域名电子邮件的服务器。搭建企业邮箱必备。
TXT	Text	存储任意文本信息。广泛用于域名所有权验证、SPF（发件人策略框架）、DMARC（域名消息认证）等邮件安全协议。

结尾#

希望能够对DNS有所理解。