关于DNS不得不说的一些事

引言

今天我们来聊聊DNS。
所谓域名系统（Domain Name System缩写DNS，Domain Name被译为域名）是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,可以balabala..省略一万字不表，因为这都不是重点！
重点只有一个，大厂经常问！
没错，正是因为DNS包含着很多大厂常考面试知识点！因此，烟哥认为很有必要再开一文说明。

正文

概念

DNS 的全称是 Domain Name System 或者 Domain Name Service，它主要的作用就是将人们所熟悉的网址 (域名) “翻译”成电脑可以理解的 IP 地址，这个过程叫做 DNS 域名解析。
打个比方，我们登百度的地址的时候，都是敲www.baidu.com，进行登陆，难道你会去敲IP地址登百度？明显，域名容易记忆。
而且，一个域名往往对应多个DNS地址，如下图所示

如果要全部都记住，嗯，我相信兄台记忆力一定十分惊人！

流程

接下来，就不得不说一道经典面试题了

其实回答很简单(俗称天龙八步)

• 1.根据域名，进行DNS域名解析；
• 2.拿到解析的IP地址，建立TCP连接；
• 3.向IP地址，发送HTTP请求；
• 4.服务器处理请求；
• 5.返回响应结果；
• 6.关闭TCP连接；
• 7.浏览器解析HTML；
• 8.浏览器布局渲染；

ps:由于本文不是讲HTTP请求，我提几个思考题，读者自己去思考(没错，我就是故意不说，咬我啊！)

• 1、一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求？(提示，这在问你HTTP1.0和1.1的区别)
• 2、一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么（比如一起发三个请求，再三个响应一起接收）？(提示，这就是在问你HTTP2.0和HTTP1.1协议的区别)
• 3、浏览器对同一Host建立TCP连接到数量有没有限制？(拜托，一个网站那么多图片，开一个TCP连接，按顺序下载？那不是等到死？)

好了，不扯了，本文不是在讲Http协议。
下面我们着重来说DNS解析这块

解析

OK，着重说DNS解析这块，流程图如下

如图所示，大致就是:浏览器输入地址，然后浏览器这个进程去调操作系统某个库里的gethostbyname函数(例如，Linux GNU glibc标准库的gethostbyname函数)，然后呢这个函数通过网卡给DNS服务器发UDP请求，接收结果，然后将结果给返回给浏览器。

这张图其实已经讲明白大致的流程，但是细节上可能有些差异。
例如

• (1)我们在用chrome浏览器的时候，其实会先去浏览器的dns缓存里头查询，dns缓存中没有，再去调用gethostbyname函数
• (2)gethostbyname函数在试图进行DNS解析之前首先检查域名是否在本地 Hosts 里，如果没找到再去DNS服务器上查

不过，看到这里！请回忆下这两道面试题？

现在，会回答了么？

什么，你还不懂怎么答？把文章拉到开头。从头看过。
不过呢，需要补充说明一下，DNS中也有一个地方用到了TCP协议。那就是区域传送！

DNS的规范规定了2种类型的DNS服务器，一个叫主DNS服务器，一个叫辅助DNS服务器。在一个区中主DNS服务器从自己本机的数据文件中读取该区的DNS数据信息，而辅助DNS服务器则从区的主DNS服务器中读取该区的DNS数据信息。当一个辅助DNS服务器启动时，它需要与主DNS服务器通信，并加载数据信息，这就叫做区传送（zone transfer）。 这种情况下，使用TCP协议。

讲到这里。其实面试官是可以深入追问的，如下所示

针对第一问，为什么域名解析用UDP协议?
因为UDP快啊！UDP的DNS协议只要一个请求、一个应答就好了。而使用基于TCP的DNS协议要三次握手、发送数据以及应答、四次挥手。但是UDP协议传输内容不能超过512字节。不过客户端向DNS服务器查询域名，一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可。

针对第二问，为什么区域传送用TCP协议？
因为TCP协议可靠性好啊！你要从主DNS上复制内容啊，你用不可靠的UDP？
因为TCP协议传输的内容大啊，你用最大只能传512字节的UDP协议？万一同步的数据大于512字节，你怎么办？

讲到这里，我突然想到一个段子(没办法，头脑中知识太多)！

这个问题，我们这里当段子来讲，改天写一篇《TCP/IP面试指南》！
三次握手：

两次握手:

四次握手：

所以啊。三次握手资源最省(当段子看看就好)！扯回我们的DNS话题！

原理

现在，讲最后一块DNS解析域名的原理！这块是重中之重！
先介绍linux下一个dig命令，以显示解析域名的过程。
为了便于说明，我们来dig一下天猫的过程

dig www.tmall.com

结果如下图所示

莫方，看不懂没事。
现在我们来读重点的两段。第一段代表请求参数如下图所示

这段为查询内容。
DNS的查询参数一般有三个

• (1)域名:服务器、邮件服务器(邮件地址中 @ 后面的部分)的名称
• (2)Class:在设置DNS方案时，互联网之外的网络也考虑到了，而Class就是用来识别网络的，不过现在只有互联网，所以它的值永远都是代表互联网的IN
• (3)记录类型:标识域名对应何种类型的记录。类型为A,表示域名对应的IP地址。类型为MX时,表示域名对应的是邮件服务器。类型为PTR,表示根据IP地址反查域名。类型为CNAME,表示查询域名相关别名。

当然，你这个时候要问我一个问题啦(注意上图红框)
烟哥，我输入的明明是www.tmall.com可是命令里解析的地址是www.tmall.com.啊,多了一个.的符号啊?这个.符号是什么意思呢？

于是乎，又扯了一道经典面试题

OK，好，要讲明白这个问题。我们要先把域名的结构讲清楚！
www.tmall.com对应的真正的域名为www.tmall.com.。末尾的.称为根域名，因为每个域名都有根域名，因此我们通常省略。

根域名的下一级，叫做"顶级域名"（top-level domain，缩写为TLD），比如.com、.net；

再下一级叫做"次级域名"（second-level domain，缩写为SLD），比如www.tmall.com里面的.tmall，这一级域名是用户可以注册的；

再下一级是主机名（host），比如www.tmall.com里面的www，又称为"三级域名"，这是用户在自己的域里面为服务器分配的名称，是用户可以任意分配的。

那么解析流程就是分级查询！
(1)先在本机的DNS里头查，如果有就直接返回了。本机DNS就是下面这个东东

(2)本机DNS里头发现没有，就去根服务器里查。根服务器发现这个域名是属于com域，，因此根域DNS服务器会返回它所管理的com域中的DNS 服务器的IP地址，意思是“虽然我不知道你要查的那个域名的地址，但你可以去com域问问看”
(3)本机的DNS接到又会向com域的DNS服务器发送查询消息。com 域中也没有www.tmall.com这个域名的信息，和刚才一样，com域服务器会返回它下面的tmall.com域的DNS服务器的IP地址。
以此类推，只要重复前面的步骤，就可以顺藤摸瓜找到目标DNS服务器

ps:温馨提醒，dig +trace www.tmall.com 可以看到解析过程。有兴趣的读者，自己实验一下。

扯了那么多东西，我们来看第二段内容，也就是响应体的部分！
如下所示

很明显，第一行就是说www.tmall.com有一个别名是www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com。后面几行就是这个www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com地址的真实IP。

为什么天猫要设一个别名到www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com地址呢？
于是乎，又一道经典面试题出现

说句实在话，我当初第一眼，见到这题的时候，我觉得应该是方便cdn配置。
回到我们的例子，如果烟哥的猜测正确，www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com这个地址，应该是淘宝的一个cdn地址。
因此，我特意去查了域名备案记录。如下图所示

果然，就是一个淘宝的cdn环境。
那么这么配有什么好处呢？
唉，这题当思考题，快过来探讨留言！