使用浏览器时输入网站后会自动开始DNS解析过程,这是一套精密的分布式查询系统。这个过程可以拆解成8个关键步骤,如我们用访问"www.example.com"为例进行分享。
最先会开始本地缓存查询。计算机会首先检查三个地方的缓存记录:浏览器缓存Chrome/Firefox会保存最近访问过的域名解析结果;系统缓存:Windows的DNS Client服务或macOS的mDNSResponder会存储解析记录。在Hosts文件中,检查系统文件中是否有手动配置的域名映射。如果缓存命中且未过期(根据TTL值判断),直接返回结果,整个过程通常在1毫秒内完成。
然后开始路由器查询。当本地没有缓存时,请求会发送到家庭或办公室的路由器。现代路由器都内置DNS代理功能,会维护自己的缓存。常见路由器品牌默认缓存时间为60-300秒,企业级路由器可能缓存更久。
第三步就是ISP DNS服务器查询。如果路由器也没有记录,请求会传到网络服务提供商(电信、联通等)的DNS服务器。这些服务器部署在省级网络节点,采用Anycast技术确保就近响应。运营商DNS的特点是:缓存策略激进(可能忽略TTL);可能植入广告或劫持错误页面;响应速度通常在10-50毫秒。
第四步根域名服务器查询,当所有缓存都未命中时,开始真正的递归查询。ISP的DNS服务器会从根域名服务器(全球13组,编号A-M)开始查询。根服务器不直接回答域名解析,而是返回顶级域(TLD)服务器的地址。例如查询".com"的NS记录:
;; AUTHORITY SECTION:
com. 172800 IN NS a.gtld-servers.net.
com. 172800 IN NS b.gtld-servers.net.
第五步顶级域服务器查询。接着向.com域名服务器查询"example.com"的权威DNS服务器。全球顶级域服务器由ICANN统一管理,采用分布式部署:
通用顶级域(gTLD).com/.net/.org等;国家顶级域(ccTLD).cn/.jp等;新通用顶级域.app/.blog等。响应示例如下:
example.com. 172800 IN NS ns1.example.com.
example.com. 172800 IN NS ns2.example.com.
第六步权威DNS服务器查询。最终向域名注册时指定的权威DNS服务器发起请求。这里可能遇到几种情况:自建DNS,企业自己管理的BIND/Windows DNS服务器;托管DNS一些企业提供的解析服务;注册商DNS默认提供的解析。
权威服务器返回最终的A记录(IPv4)或AAAA记录(IPv6):
www.example.com. 300 IN A 192.0.2.1
第七步结果缓存与返回。获取最终IP后,ISP的DNS服务器会将结果逐级缓存。会按照TTL值设置缓存时间(通常300-86400秒),通过UDP 53端口返回给客户端而在客户端同样缓存结果。
第八步建立实际连接。浏览器获得IP后,开始TCP三次握手:
向192.0.2.1的80/443端口发送SYN包,等待服务器SYN-ACK响应,回复ACK确认连接。
再DNS解析过程中会有一些常见问题与优化。如解析慢的排查:
dig +trace www.example.com # 查看完整解析路径
强制刷新缓存:
sudo dscacheutil -flushcache # macOS
ipconfig /flushdns # Windows
选择最优DNS:
nslookup -type=NS example.com
安全相关机制包括DNSSEC验证,是为了防止DNS欺骗:
dig +dnssec www.example.com
在DNS over HTTPS中采取加密查询:
curl -H 'accept: application/dns-json' \
'https://cloudflare-dns.com/dns-query?name=example.com&type=A'
企业级应用场景中包括私有DNS部署:
# BIND配置示例
zone "example.com" {
type master;
file "/etc/bind/db.example.com";
};
还有智能解析:
# 根据来源IP返回不同结果
view "internal" {
match-clients { 192.168.0.0/16; };
zone "example.com" {
file "/etc/bind/internal.db";
};
};
移动网络特殊处理类似4G/5G网络会增加,如运营商DNS劫持检测、EDNS Client Subnet传递和本地P-CSCF DNS代理。新兴技术影响比如IPv6的AAAA记录查询,QUIC协议对DNS的优化和域名系统(如ENS)。
整个DNS解析过程通常在100-300毫秒内完成,经过三十多年的演进,这套系统每天处理超过万亿次查询仍保持稳定。理解其工作原理有助于诊断网络问题、优化访问速度,并为架构设计提供基础支撑。实际应用中,建议定期检查DNS配置,监控解析延迟,在关键业务场景考虑部署HTTP DNS等增强方案。