DNS问题解析

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！

1、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？而且，一个域名往往对应多个DNS地址，如下图所示：

2、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

• 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；

由于本文不是讲HTTP请求，我提几个思考题，读者自己去思考？

• 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？)

3、解析

着重说DNS解析这块，流程图如下

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

请回忆下这两道面试题？

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

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？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！

4、原理

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

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。

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

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，如果存在就直接返回了。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！

很明显，第一行就是说www.tmall.com这个域名地址拥有一个别名是www.tmall.com.danuoyi.tbcache.com。那么，很显然，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

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，也确实如此。