互联网中,一台计算机与其他计算机通信时,通过IP地址唯一的标志自己。此时的IP地址就类似于我们日常生活中的电话号码。但是,这种纯数字的标识是比较难记忆的,而且数量也比较庞大。例如,每个IPv4地址是一个32位长的二进制数字,或者采用点分十进制展示成192.168.1.1这种格式,有接近43亿个的IPv4地址。DNS的作用就是将人类可读的名称转换为机器识别的IP地址,供计算机相互连接。DNS的工作原理和电话簿相似,都是管理名称和数字之间的映射关系。就像我们日常打电话,一般使用人名查找,很少直接输入电话号码一样。当我们上网打开某个网页、视频时,也很少直接使用IP地址,而是在浏览器里输入的URL地址,例如:https://www.huawei.com,这其实使用的就是计算机的名字,一般称为域名。
最初设备的域名由字符序列组成、所有设备的域名组成一个未分级的域名结构。未分级的域名结构存在命名冲突、管理维护复杂的缺点。因此,TCP/IP把DNS的域名设计成了分级的树状结构。每个申请加入Internet的国家都要向NIC注册一个顶级域名,顶级域采用组织模式和地理模式的划分模式,如cn代表中国、us代表美国等。常见的顶级域名如下表所示。NIC将顶级域的管理权分派给由其指定的管理机构,由这些管理机构再对被授权管理的域继续进行划分,从而形成了二级域。负责划分二级域的管理机构可以授权其下属的管理结构,由它们继续划分域。由此下去,便形成了层次型的Internet域名体系结构。
从语法上讲,每一个域名都是有标号序列组成,而各标号之间用点(小数点)隔开。以www.huawei.com域名为例,从右到左依次是:
网络中与DNS相关的设备角色包括DNS服务器、DNS客户端和DNS中继。
通过域名获取对应IP地址的过程称为域名解析。DNS域名解析分为以下两种方式:
为提高查询速度,在解析域名时,首先采用静态域名解析的方法,如果静态解析不成功,再采用动态域名解析的方法。
如上图所示,DNS的工作过程如下:
每次动态解析成功的域名与IP地址的映射均存放在动态域名缓存区中,当下一次查询相同域名的时候,就可以直接从缓存区中读取,不用再向域名服务器进行请求。缓存区中的映射在一段时间后会被老化删除,以保证及时从域名服务器得到最新的内容。
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