一、概述

本篇文章基于《计算机网络》和《计算机网络：自顶向下方法》，为笔者的读书笔记，主要内容如下所示：

• DNS提供的服务
• 互联网的域名结构
• DNS服务器的分布
• DNS的工作原理
• DNS记录 & 往DNS插入记录

二、DNS提供的服务

域名系统 DNS(Domain Name System) 提供的服务很简单，就是将便于人们使用的机器名字转换为IP地址。

我们都知道用户与互联网上的某台主机通信时必须知道对方的 IP 地址。相比于难以记忆的IP地址，用户更容易记住的是有具体含义的主机名字，例如我们访问百度的页面通常会选择输入www.baidu.com而不是183.232.231.172；但对于路由器来说，它更喜欢的则是定长的、有层次结构的 IP 地址。所以为了折衷这些不同的偏好，我们需要一种能进行主机名到 IP 地址转化的服务，域名系统 DNS 应运而生。

和 HTTP、FTP 和 SMTP 协议一样，DNS 协议是应用层协议，它同样是采用客户-服务端模式运行在通信的端系统之间。DNS 协议运行在 UDP 之上，采用的端口号是 53。在 Windows/Linux 的命令行窗口下，我们可以输入 dslookup 命令来查询域名对应的IP地址，如下所示：

这里我们以查询百度搜索域名的 IP 地址为例，可以看到返回的结果中显示 www.baidu.com 这个域名下对应两个 IP 地址，分别是183.232.231.172和183.232.231.174。

三、互联网的域名结构

互联网采用的是层次树状结构的命名方法，任何一个连接在互联网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名（domain name）。域还可以划分为子域，而子域还可继续划分为子域的子域，这样就形成了顶级域、二级域、三级域，等等。下面通过一个例子来说明：

上图是新浪邮件服务器的域名，从语法上将，每一个域名都由标号（label）序列组成，各个标号之间用点隔开。其中标号 com 是顶级域名，标号 sina 是二级域名，标号 mail 是三级域名。DNS 对标号有如下规定：

• 级别最高的顶级域名写在最右边，级别最低的域名卸载最左边；
• 域名中的标号都由英文字母和数字组成，每一个标号不超过63个字符；
• 英文字母不区分大小写，也就是说 mail 和 MAIL 在域名中是等效的；
• DNS既不规定一个域名需要包含多少个下级域名，也不规定每一级域名代表什么意思；
• 各级域名由上一级的域名管理机构管理，而最高的顶级域名则由ICANN进行管理，这种方式可以确保每一个域名在整个互联网范围内都是唯一的。

需要注意的是，域名中的点和IP地址中的点并无任何关系，域名只是一个便于人们使用和记忆的字符串，和IP地址存在映射关系。至于域名中的点所对应的顶级域名、二级域名等，和下面将要介绍的 DNS 的分布式和层次性设计有着很大的关系。

四、DNS服务器的分布

从理论上来说，整个互联网可以只使用一个 DNS 服务器，该服务器包含所有的映射，客户直接将所有查询发往一个 DNS 服务器，同时该 DNS 服务器直接对所有的查询客户做出响应。但是它并不适用于当今庞大的互联网，这种设计含有以下缺陷：

• 单点故障。如果该 DNS 服务器崩溃，整个互联网随之瘫痪。
• 通信