[譯] DNS: 為何重要&如何工作

原文：https://dyn.com/blog/dns-why-its-important-how-it-works/

域名系統（Domain Name System，也就是 DNS）被用來將人類可讀的諸如 www.dyn.com 這樣的主機名稱處理成類似 204.13.248.115 的機器可讀的 IP 地址。DNS 也提供一些關於域名的其他資訊，比如郵件服務（譯註：可參閱 https://baike.baidu.com/item/郵件伺服器#3_4）。

但是為什麼說 DNS 如此重要？它是如何工作的？還有什麼是你應該知道的呢？

為什麼說 DNS 如此重要 ?

DNS 就像網際網路上的電話簿。如果你知道某人的名字但不知道他的電話號碼，在電話簿上就可以輕易查詢到。DNS 在網際網路上就提供了同樣的服務。

當你用瀏覽器訪問 http://www.dyn.com 時，你的計算機使用 DNS 檢索到該網站的 IP 地址為 204.13.248.115。如果沒有 DNS，那就只能用 IP 地址直接訪問網站了。

DNS 是如何工作的 ?

當你訪問諸如 http://www.dyn.com 這樣的域名時，你的計算機會按以下順序，一步步的將人類可讀的 web 地址轉換為機器可讀的 IP 地址。在每次使用到域名時都是這樣，不管你是瀏覽網站、傳送郵件還是收聽 Pandora 這種線上廣播（譯註：僅美國可用的一個極簡線上音樂站點）時。

Step 1: 請求資訊

整個過程開始於你要求計算機處理一個主機名的時候，比如說訪問 http://www.dyn.com。計算機的目光首先會投向其本地的 DNS 快取（譯註：還會優先考慮代理外掛、瀏覽器設定、hosts 檔案等），那裡儲存了計算機最近接收過的資訊。

如果計算機沒有得到答案，就需要執行 DNS 查詢 了。

Step 2: 詢問遞迴式 DNS 伺服器

如果本地沒有儲存所需的資訊，計算機會聯絡你的 ISP（網路服務提供商）的遞迴式 DNS 伺服器。這些專門的機器幫你幹了 DNS 查詢 的跑腿兒活。遞迴式伺服器也有其自身的快取，所以常常在這步就能完成查詢過程，並將資訊返回給使用者了。

Step 3: 詢問 root 伺服器

如果遞迴式伺服器也沒有答案，它們就會去查詢 root nameservers 。一個 nameserver 就是一臺用以回答關於域名的問題（如 IP 地址）的機器。全球的 13 個 root 伺服器（譯註：每個又有若干臺映象，截至2017年11月，全球共有800臺根域名伺服器在執行）扮演著 DNS 的電話接線總機的角色。它們並不知道答案，但可以告訴我們去問誰，從而可以找到答案。

Step 4: 詢問 TLD 伺服器

root 伺服器根據請求的首個部分，按從右向左讀的順序，找到 www.dyn.com 裡面的 .com，並將請求導向 .com 對應的 TLD nameservers（頂級域名伺服器）。每個 TLD，如 .com、.org 及 .us，擁有其自己的一組域名伺服器，扮演其接線員的角色。這些伺服器也沒有我們需要的資訊，但可以直接將我們引薦到持有資訊的伺服器上去。

Step 5: 詢問 DNS 權威伺服器

TLD 伺服器繼續審視請求的下一個部分 -- www.dyn.com，並將查詢引導至負責這部分域名的伺服器 -- 這些被稱為權威伺服器(authoritative nameservers) 的機器負責將特定域名的所有資訊儲存在 DNS 記錄(DNS records) 中。記錄有很多種，每種包含一種不同的資訊。

在本例中，我們想知道 www.dyn.com 對應的 IP 地址，所以我們向權威伺服器詢問 地址記錄（A，也就是Address Record）。

Step 6: 接收一條記錄

遞迴式伺服器從權威伺服器接收到 dyn.com 的 A 記錄後，將其儲存在自身的本地快取中。當其他人再請求 dyn.com 的主機記錄，遞迴式伺服器就成竹在胸了，不用再走一遍查詢流程了。

所有記錄都有一個 time-to-live 值，類似於過期時間。一段時間之後，遞迴式伺服器就需要記錄的新拷貝，以確保資訊不會過期。

Step 7: 得到答案

你的計算機得到遞迴式伺服器返回的帶有答案的記錄後，將其儲存在自身的快取中；然後從記錄中讀出 IP 地址，並將該資訊告知你的瀏覽器。隨後瀏覽器就會建立一個和伺服器的連線，並接收到網站資料。

從始到終，這一整個過程，只消數毫秒便可完成。

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