域名解析 就像访问主机需要将 IP 地址转换为 MAC 地址一
  

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域名解析
      就像访问主机需要将 IP 地址转换为 MAC 地址一样,域名也需要转换为 IP 地址。这个过程称为域名解析。

目前,全球有数十亿个网站,数十亿的互联网用户,每天在网络上发生的 HTTP 流量是天文数字。大多数请求在访问网站时是基于域名的,这使得 DNS 成为互联网的一个重要基础设施,必须确保稳定、可靠、快速和高效的域名解析。

DNS 的核心系统是一个三层树状分布式服务,对应域名的结构:

根域名服务器:管理顶级域名服务器并返回诸如 com、net、cn 等服务器的 IP 地址;
顶级域名服务器:管理其各自域下的权威域名服务器;例如,com 顶级域名服务器可以返回 apple.com 服务器的 IP 地址;
权威域名服务器:管理其域下主机的 IP 地址;例如,apple.com 的权威域名服务器可以返回 www.apple.com 的 IP 地址。
其中,根域名服务器至关重要。它必须是众所周知的,否则对下层服务器的讨论是不可能的。目前,全球共有 13 组根域名服务器,拥有数百个镜像以确保可访问性。

有了这个系统,任何域名都可以在这个树结构中从上到下查询。就像从右到左顺序遍历域名,最终获得相应的 IP 地址。

例如,如果你想访问 www.apple.com,你需要进行三次查询:

访问根域名服务器,它会提供 com 顶级域名服务器的地址。
访问 com 顶级域名服务器,然后它会提供 apple.com 域名服务器的地址。
最后,访问 apple.com 的域名服务器以获得 www.apple.com 的地址。
尽管核心 DNS 系统是全球分布的,具有强大而稳定的服务能力,但如果全世界的互联网用户都涌入这个系统,即使不会因拥堵导致瘫痪,访问速度也会变慢。

因此,除了核心 DNS 系统之外,还有两种方法可以缓解域名解析的压力并更快地获得结果——主要通过缓存。

首先,许多大公司和网络运营商建立了自己的 DNS 服务器,作为用户 DNS 查询的代理,而不是直接通过核心 DNS 系统访问。这些“野生”服务器称为 “非权威名称服务器” ,可以缓存以前的查询结果,这样如果记录已经存在,就不需要再次发送查询,而是可以直接返回相应的 IP 地址。

这些 DNS 服务器的数量远远超过核心系统中的服务器,而且大多数地理上靠近用户。一些知名的 DNS 服务器包括 Google 的 8.8.8.8、Microsoft 的 4.2.2.1、CloudFlare 的 1.1.1.1。

其次,操作系统也会缓存 DNS 解析结果,这样当你再次在浏览器中输入 www.apple.com 时,不会回到更高层次查询,而是直接从操作系统本地获取其 IP 地址。

此外,操作系统中有一个特殊的主机映射文件,通常是一个可编辑的文本文件。在 Linux 中,它位于“/etc/hosts”,在 Windows 中,它位于 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts。如果操作系统无法在缓存中找到 DNS 记录,它会查找此文件。

有了上述野生 DNS 服务器、操作系统缓存和 hosts 文件,许多域名解析工作可以轻松地在本地或本地计算机上解决。这不仅方便了用户,还减轻了各级 DNS 服务器的压力,大大提高了效率。

下图提供了当前 DNS 架构的一个相当全面的表示。

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在 Nginx 中,有一个名为“resolver”的配置指令,用于配置 DNS 服务器。如果没有它,Nginx 将无法查询域名对应的 IP,因此无法反向代理到外部网站。

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