扒一扒 DNS 的前世今生

今天给大家科普一下关于DNS的相关知识，讲一讲一个网址背后发生的一些故事。

简单来说，DNS（域名系统）就是域名和各种数据之间的一个映射表。最常见的映射就是把像 chatgpt.com 这样的域名转换成电脑能懂的IP地址。

当你把 chatgpt.com 敲进浏览器时，DNS 就会出马，找到并返回这个域名绑定的 IP 地址：

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当然啦，这背后发生了很多事。在这篇文章里，我们就来扒一扒它到底是怎么运作的。

我希望这篇文章能比 ChatGPT 或者 DeepSeek 讲得还好懂，要是连它们都能写得比我好，那我就太失败了！

好了，闲话少说，咱们开始吧。

DNS 诞生之前

在深入 DNS 之前，咱先看看它出现之前是啥情况。

在 80 年代现代互联网出现之前，有个叫ARPAnet的玩意儿。它是当时第一个分组交换网络，算是现代互联网的老祖宗。

ARPAnet 用一个叫HOSTS.TXT的文件，把服务器的域名和网络地址（也就是 IP 地址）对应起来。

这个文件大概长这样：

这个“主” HOSTS.TXT 文件就一份，由斯坦福研究所 (SRI) 独家维护。这慢慢就出问题了，为啥呢？

流量和服务器压力山大：所有设备都得找 SRI 的服务器查名字，SRI 服务器快被压垮了。名字撞车越来越频繁：网络变大了，大家想用的好名字就那些，冲突越来越多。文件变得巨胖：文件大小涨到了 100-200KB。现在看这点数据不算啥，但在 80 年代的基础设施条件下，这已经是个大瓶颈了。

这些问题可太要命了，直接催生了 DNS 的诞生。

DNS登场

DNS 架构

DNS (域名系统)最好理解成一个分布式的和层次化的系统。

啥意思呢？

分布式：意思是 DNS 运行在好多台互相连接的服务器（也就是 DNS 服务器）上。层次化：DNS 组织成一个树状结构，上面的服务器管着下面的服务器。等会儿讲到 DNS 区域时再细说。DNS 记录

现在我们知道了，DNS 就是一堆服务器按树状结构组织起来，互相通信。那这些服务器存啥呢？

DNS 服务器存的就是DNS 记录。看个例子：

来详细掰扯掰扯每个字段是啥意思：

域名：就是互联网上的域名，比如 chatgpt.com。注意结尾那个点 . 表示根域（通常可以省略）。TTL：生存时间（单位秒）。意思是这个记录你能在本地缓存多久，过期了就得去问权威服务器要新的。类别：这玩意儿基本总是IN，代表“互联网” (Internet)。还有别的类，像CH或HS，但现在基本不用了。类型：代表这条记录存的是哪类数据。最常见的类型有：

A：代表一个IPv4 地址。

AAAA：代表一个IPv6 地址。

CNAME：意思是规范名称，就是给另一个域名起个别名。

MX：邮件交换器，指定谁来收这个域名的邮件（后面跟优先级，数字越小越优先）。

TXT：文本记录，可以存任意文本（比如验证信息、安全策略啥的）。

数据：你要查的那个信息的真身。具体是啥完全取决于类型字段。

DNS 区域

还记得我们说 DNS 是个大树吗？

那么，一个 DNS 区域就可以代表整棵树、树的一个分支、或者树里的一个节点。

在下面的示意图里，我圈出了两个分支，标为区域1和区域2。不过区域怎么划分其实挺随意的。

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关键点在于：位于一个区域根部的那个 DNS 服务器，负责管理它下面的所有服务器。比如，example.com 这个服务器就管着 hello 和 world（如果它们是子域的话）。

DNS 服务器

“DNS 服务器”这个词用得很宽泛，这也是我学 DNS 时最晕乎的地方之一。

简单说，任何运行 DNS 软件的服务器都可以叫 DNS 服务器。但有四种核心角色你必须知道：

权威域名服务器：这些服务器存着它们负责的DNS 区域里所有域名的官方 DNS 记录。比如 .com 的权威服务器就存着所有以 .com 结尾网站的记录。递归解析器：一个专门帮客户（比如你的电脑）查找 DNS 信息的程序，还会把结果缓存起来。比如客户说“我要访问 www.example.com”，递归解析器就把复杂的查询过程全包了，最后直接给你返回 example.com 的正确 IPv4 地址（A 记录）。你的路由器或 ISP（像电信、联通）提供的 DNS 服务器通常就干这个活。缓存服务器：专门用来存之前查过的 DNS 结果，这样下次再问就能飞快地给答案。转发器：它自己不去查，而是把收到的 DNS 查询请求 转给另一个能查的服务器（通常就是个递归解析器）去处理。

一台物理上的 DNS 服务器可以同时干好几样活。比如，一个递归解析器通常也自带缓存功能（也就是缓存服务器）。

DNS 查询实例

术语讲够了，让我们看个动图（脑补一下）！看看这一切是怎么配合工作的，举个栗子🌰：一个客户端第一次查询 hello.world.com 的 IP 地址（A 记录）。

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请求内容是：A hello.world.com? (意思就是：hello.world.com 的 IP 是啥？)

注意：存根解析器（Stub Resolver）不算真正的 DNS 服务器，它就是你电脑操作系统里一个简单的 DNS 客户端，负责跟你配置的 DNS 服务器（通常是路由器或 ISP 的）对话。路由器这时通常就扮演转发器的角色。

接下来，就要进行递归 DNS 查询了。过程大概是这样的：

客户端问路由器/本地DNS：“嘿，hello.world.com 的 IP 是啥？” (本地没缓存)。本地DNS（递归解析器）开始干活：先看看自己缓存里有没有，没有。跑去问根域名服务器：“.com 该找谁管啊？”根服务器回复：“.com 的事归这些 TLD 服务器（顶级域服务器）管，地址是 X.X.X.X”。问 .com TLD 服务器：“world.com 该找谁管啊？”.com TLD 服务器回复：“world.com 归这些权威服务器管，地址是 Y.Y.Y.Y”。问 world.com 权威服务器：“hello.world.com 的 IP 是啥？”world.com 的权威服务器回复：“在这儿呢，hello.world.com 的 A 记录是143.54.1.8”。结果返回与缓存：递归解析器拿到最终答案 143.54.1.88，开心地把它返回给客户端（一路经过路由器）。这个结果会一路被缓存：ISP 的解析器会缓存它，你的路由器（如果支持）也可能会缓存，你的电脑操作系统也会缓存。缓存多久？看记录的 TTL 值，通常几小时到几天不等（比如 1 到 72 小时）。连接建立：客户端浏览器拿到 IP 地址 143.54.1.88，终于可以向这个地址发送 HTTP 请求加载网页了。

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结语

DNS 这玩意儿挺绕的，倒不是因为它本身多难，而是因为要搞懂的东西实在有点多。

即使有了这些概念解释和实例演示，我们也只是掀开了 DNS 世界的一角。它在现实世界中能干的事和带来的影响，远比我们这里讲的要丰富和深远得多。