DNS域名解析：从域名到IP的查询过程

DNS基础

为什么需要DNS？

人类习惯：www.baidu.com
计算机需要：180.97.33.108

DNS（Domain Name System）：域名系统
作用：域名 → IP地址

DNS分层架构

根域名服务器（Root DNS）
    .
    ├── com（顶级域）
    │   ├── baidu.com（二级域）
    │   │   ├── www.baidu.com
    │   │   └── api.baidu.com
    │   └── google.com
    ├── cn（顶级域）
    │   └── taobao.com
    └── org（顶级域）
        └── wikipedia.org

DNS查询过程

递归查询 vs 迭代查询

递归查询（客户端 → 本地DNS）：

客户端：请帮我查 www.baidu.com
本地DNS：好的，我帮你查到底，然后告诉你结果

迭代查询（本地DNS → 各级DNS服务器）：

本地DNS → 根DNS：www.baidu.com的IP是？
根DNS → 本地DNS：我不知道，你去问.com的DNS服务器

本地DNS → .com DNS：www.baidu.com的IP是？
.com DNS → 本地DNS：我不知道，你去问baidu.com的DNS服务器

本地DNS → baidu.com DNS：www.baidu.com的IP是？
baidu.com DNS → 本地DNS：是180.97.33.108

完整流程

1. 浏览器缓存（Chrome://net-internals/#dns）
2. 操作系统缓存（/etc/hosts，系统DNS缓存）
3. 本地DNS服务器（ISP提供，如8.8.8.8）
4. 根DNS服务器（全球13个根服务器集群）
5. 顶级域DNS服务器（.com、.cn等）
6. 权威DNS服务器（baidu.com的DNS服务器）

示例：

# dig追踪DNS查询
dig +trace www.baidu.com

# 输出
.			518400	IN	NS	a.root-servers.net.  # 根服务器
com.		172800	IN	NS	a.gtld-servers.net.  # .com服务器
baidu.com.	86400	IN	NS	dns.baidu.com.      # baidu.com服务器
www.baidu.com.	1200	IN	CNAME www.a.shifen.com.  # CNAME记录
www.a.shifen.com. 300	IN	A	180.97.33.108        # 最终IP

DNS记录类型

类型	全称	作用	示例
A	Address	IPv4地址	`baidu.com → 180.97.33.108`
AAAA	IPv6 Address	IPv6地址	`baidu.com → 240e:...`
CNAME	Canonical Name	别名	`www.baidu.com → www.a.shifen.com`
MX	Mail Exchange	邮件服务器	`baidu.com → mx.baidu.com`
NS	Name Server	DNS服务器	`baidu.com → dns.baidu.com`
TXT	Text	文本记录	域名验证、SPF记录
SRV	Service	服务记录	微服务发现

DNS缓存

TTL（Time To Live）

www.baidu.com.  300  IN  A  180.97.33.108
                ↑TTL（秒）

含义：缓存有效期300秒（5分钟）
过期后重新查询

缓存层次

[浏览器缓存] TTL：chrome://net-internals/#dns
    ↓
[操作系统缓存] TTL：根据系统配置
    ↓
[本地DNS缓存] TTL：根据权威DNS返回的TTL

查看和清除缓存

# macOS查看DNS缓存
sudo dscacheutil -cachedump -entries Host

# macOS清除DNS缓存
sudo dscacheutil -flushcache
sudo killall -HUP mDNSResponder

# Linux清除DNS缓存
sudo systemd-resolve --flush-caches

# Windows清除DNS缓存
ipconfig /flushdns

DNS排查工具

1. nslookup

# 基本查询
nslookup www.baidu.com

# 输出
Server:		8.8.8.8  # 使用的DNS服务器
Address:	8.8.8.8#53

Name:	www.baidu.com
Address: 180.97.33.108

# 指定DNS服务器查询
nslookup www.baidu.com 114.114.114.114

2. dig（推荐）

# 基本查询
dig www.baidu.com

# 追踪查询路径
dig +trace www.baidu.com

# 查询特定记录类型
dig www.baidu.com A      # IPv4
dig www.baidu.com AAAA   # IPv6
dig www.baidu.com CNAME  # 别名
dig baidu.com MX         # 邮件服务器

# 简洁输出
dig www.baidu.com +short
# 180.97.33.108

3. host

# 基本查询
host www.baidu.com

# 输出
www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com has address 180.97.33.108

微服务DNS实战

案例1：Kubernetes DNS

CoreDNS配置：

# Kubernetes中每个Service自动获得DNS记录

# Service DNS格式
<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

# 示例
user-service.default.svc.cluster.local → 10.96.0.10

应用调用：

@FeignClient(name = "user-service")  // 自动DNS解析
public interface UserClient {
    @GetMapping("/api/users/{id}")
    User getUser(@PathVariable Long id);
}

// Kubernetes DNS解析：
// user-service → user-service.default.svc.cluster.local → 10.96.0.10

案例2：Consul DNS

Consul DNS配置：

# Consul DNS格式
<service-name>.service.consul

# 示例
user-service.service.consul → 192.168.1.10, 192.168.1.11（多个实例）

Spring Boot配置：

spring:
  cloud:
    consul:
      discovery:
        hostname: ${HOSTNAME}
        prefer-ip-address: true

// 调用时自动通过Consul DNS解析并负载均衡
restTemplate.getForObject("http://user-service/api/users/123", User.class);

案例3：DNS轮询负载均衡

配置多个A记录（DNS Round Robin）：

user-service.example.com:
  - 192.168.1.10
  - 192.168.1.11
  - 192.168.1.12

每次DNS查询返回不同顺序，实现简单负载均衡

问题：

DNS缓存导致无法及时切换
无法检测后端健康状态
粒度粗（无法按请求级别负载均衡）

解决：使用专业负载均衡（Nginx、Ribbon、Spring Cloud LoadBalancer）

DNS优化

1. DNS预解析

<!-- HTML预解析 -->
<link rel="dns-prefetch" href="//api.example.com">
<link rel="dns-prefetch" href="//cdn.example.com">

2. 减少DNS查询

合并域名：
static1.example.com
static2.example.com
static3.example.com

优化为：
static.example.com

3. 使用HTTPDNS

传统DNS问题：

ISP劫持（广告注入）
解析不准确（跨地域解析到远程CDN）

HTTPDNS：通过HTTP请求获取IP

# 阿里云HTTPDNS
curl "http://203.107.1.1/123456/d?host=www.example.com"

# 返回JSON
{"ips":["1.2.3.4","5.6.7.8"],"ttl":60}

总结

核心要点

DNS分层架构：根DNS → 顶级域DNS → 权威DNS
查询方式：递归查询（客户端） + 迭代查询（DNS服务器间）
DNS缓存：浏览器 → 操作系统 → 本地DNS → 权威DNS
微服务DNS：Kubernetes CoreDNS、Consul DNS
排查工具：dig、nslookup、host

下一篇预告

《WebSocket与gRPC：全双工通信与高效RPC》

DNS基础#

为什么需要DNS？#

DNS分层架构#

DNS查询过程#

递归查询 vs 迭代查询#

完整流程#

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DNS缓存#

TTL（Time To Live）#

缓存层次#

查看和清除缓存#

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1. nslookup#

2. dig（推荐）#

3. host#

微服务DNS实战#

案例1：Kubernetes DNS#

案例2：Consul DNS#

案例3：DNS轮询负载均衡#

DNS优化#

1. DNS预解析#

2. 减少DNS查询#

3. 使用HTTPDNS#

总结#

核心要点#

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