3天学完个人ip设计（网络工程师13）

接下来要优化的，还是和IP有关！

IP也很无奈，怎么受伤的总是我！

谁让IP地址那么难记呢？你想想，你是怎么打开这个网页的？在地址栏敲IP地址？你看到这篇文章时，确定是在地址栏敲的IP地址？

谁信呐！

其实你并不知道这个网站的IP地址对不对，但你也不用记，因为可以用很容易记的名称符号来访问网络中的每一个站点。

等等，咱不是说IP地址用来表示网络中的设备、服务器或者电脑吗？怎么又是名称符号？

没错，IP地址的确是唯一的标识，相信我，我们访问网络中的任何一个站点，最终都是根据IP地址来访问的。但IP太难记了，如果我们用个有意义的、好记的名称符号来对应这些站点的IP地址，我们就能够使用名称符号而不是IP来访问了。就像身份证上姓名和号码对应一样，我们就可以用姓名来交流而不是身份证号码。

这就需要一个协议，来把复杂难记的IP地址去映射一个简单好记的名字，这个协议，就是DNS（Domain Name System，域名系统服务协议）。

DNS的主要工作，就是把我们敲入的名字符号换成IP地址去访问，这个过程叫"域名解析"。

我们先看一个有趣的东西。

打开CMD命令提示符，随便去Ping一个不存在的域名，比如xyz.com：

我们可以看到，域名xyz.com不存在，无法解析它的IP地址。

现在，让打开我们电脑上的一个神奇文件hosts，它在C:\windows\system32\drivers\etc目录里面，我们用记事本打开它，并在最后添加一行：

127.1.1.1 xyz.com

IP地址127.1.1.1和域名xyz.com之间敲个空格。意思是用地址127.1.1.1映射域名xyz.com。还记得127开头的IP地址只代表自己吧。

现在，再Ping一次：

成功把域名xyz.com解析成地址127.1.1.1了！

不过，全世界提供服务的IP地址太多了，总不能全靠自己写入hosts文件吧。

所以，域名解析还得靠DNS去完成，hosts文件只用于一些特殊用途，即使电脑上没有也没关系。

既然DNS的工作是"域名解析"，那什么是域名呢？你想想，全世界上网的人那么多，提供网络服务的服务器也多如牛毛，且分散在每一个可能的地方，如果大家随便给自己的IP地址起名字，不仅名字可能会重复，而且格式也会五花八门。

所以域名系统需要解决三个问题，一是规范起名字，不能乱起名；二是名字需要注册登记，避免重复；三是怎么在大范围网络中快速解析。

第一个问题，怎么起域名。我们中国人的名字一般有两级，姓和名，姓在前，名在后。而域名有很多级，级别高低从右向左排列，每级之间用"."隔开。

最右边第一级的称为"根域"，用"."表示，是域名系统中所有域名的"鼻祖"，不管是哪个域名，根域都是"."。

第二级称为"顶级域"，有多种分类：有表示组织性质的，如商业公司com、教育机构edu、政府机关gov，等等，还有表示国家或地区代码的，如中国cn、美国us、法国fr等等。顶级域名可以根据自己的性质来选择使用。

第三级称为"二级域"，这里是你想用的名字，可以随便，就像人名中，姓不能随便，但名字可以随便起一样，但是不能和别人重名。

第四级称为"三级域"，一般表示你所提供的服务类型，由自己管理。如www表示web服务、mail表示电子邮件服务，等等。

比如xyz公司，可以起名为"xyz.com."，如果提供web服务，可以是"www.xyz.com."，如果提供电子邮件服务，可以是"mail.xyz.com."，等等。三级域一般由公司自己管理。

不过，因为所有域名的根域都是"."，所以一般都省略不写了。

第二个问题，怎么避免重复。名字起好了，还不能直接用，必须到"域名注册管理机构"申请注册登记，注册时即可检查出你起好的域名是否已被注册过，如果没有，那么"域名注册管理机构"会把你的域名和你的IP地址等信息记录在案，并提交到DNS服务器。

最后一个问题，怎么快速解析。

DNS也分为服务端和客户端，提交域名解析申请的都是客户端。为了加快域名解析速度，服务端采用了发布式部署，网络中有很多DNS服务器，每台DNS服务器都注册了很多域名，其中根域服务器注册了所有顶级域服务器，顶级域服务器数量更多，每台都注册了很多二级或三级域名。可见，DNS服务器是按层次排列的、分布式的系统。

DNS也是一个应用层协议，采用TCP和UDP的53端口号。域名解析使用UDP，主备DNS服务器之间同步信息使用TCP（主备DNS服务器是指在一个区域内承担域名解析的DNS系统，由区域电信运营商提供）。

我们以域名"xyz.com"为例，讨论一下域名解析全过程。首先在客户端提交了xyz.com域名解析申请（比如ping xyz.com）：

第一步，电脑先查找本机里的hosts文件，如果有就返回对应的IP地址，否则第二步；

第二步，电脑查看本机的DNS缓存中是否有记录，没有继续第三步；

第三步，根据电脑的首选DNS服务器配置（一般由DHCP服务器自动给电脑配置，也有手工配置），封装UDP查询报文去查询本地DNS服务器A。

服务器A在自己的区域配置中如果查到，返回权威性结果（任何一台DNS服务器只有在自己的区域配置中查询到的才是权威性结果，其他都是非权威性结果）；如果没有查到，就在缓存中查询，查到返回非权威性结果，否则继续第四步；

第四步，本地DNS服务器A如果设置了转发器，则根据转发器设置中的地址去另一个DNS服务器B查询，服务器B如果查到，则返回结果给服务器A，再由服务器A把结果返回客户端。如果服务器B也没有查到，就根据服务器B配置的转发器去查询服务器C，服务器C如果也没有查到可以再根据转发器去查询服务器D，依此类推，查到后再依次返回结果。这叫"递归查询"。

其中不论任何一台服务器如果没有配置转发器，则进入第五步；

第五步，不论是第四步中的哪台服务器（我们记为服务器X），如果没有配置转发器，则去查询根域服务器，根域服务器返回com域名服务器的IP地址，继续第六步；

第六步，服务器X根据返回结果，去查询com顶级域名服务器，由于xyz注册为com顶级域，除非没有注册过，否则一定能查到，返回结果给服务器X，服务器X依次返回给服务器A，再由服务器A将结果返回客户端。第五步和第六步，叫"迭代查询"。

域名查询成功后，途中每台DNS服务器和客户端都会在本地缓存中保存查询结果，下次再收到相同域名的解析请求时可以直接返回结果，使查询速度加快。

我们在电脑上查一下：打开CMD命令提示符，敲入命令nslookup，然后敲入域名，即可解析得到对应的IP地址：

小Q：DNS除了主备服务器间同步信息使用TCP外，还有什么情况会使用TCP？

欢迎留言讨论。

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