Introduction
网络方面的知识之前一直介绍的比较少，今天就从最基础的DNS开始分享下，主要是把一些基础的概念搞清楚，基础打好了后面才容易理解。
What is DNS
DNS（Domain Name System），是互联网的一项服务。它的本质是一个KV存储的分布式数据库，key是域名，value是IP地址，其作用就是通过域名查询对应的IP地址。
DNS Detail
分层分级
需要理解DNS的工作原理，首先要理解域名的结构。先来看一个例子，以www.google.com为例，实际上这里有四级域名，根域名是.，顶级域名是com，接下来是google.com，最后是www.google.com。这种设计的好处是，整个DNS数据可以存储成树的形式，这种查询会非常高效。比如我查询com，那么我就不需要查询edu或者gov下的域名（至于为什么com、edu和gov是并列关系，下文会解释），这就加快了查询的速度。
分层分级的关系大致可以理解为以下这张图：
可以看出，最上面是根域名，第二层是顶级域名，包括了com和edu，下面的google.com就是三级域名以此类推。这种架构查询的高效性体现在，一旦我查询的顶级域名是com，那么我就不需要去找其他顶级域名下的子域名。
分布式存储
上面通过介绍域名的构成已经分层分级的特点，相信大家对查询DNS有了一个基本的概念。然而分层分级是逻辑设计上的，与此不同的是实际存储上的分布式架构。
全球有非常多的域名，而且这些域名和IP地址之间的关系更新非常频繁，出于稳定性和可用性的要求，几乎不可能把所有的信息都存储在一台机器上。因此需要用一个分布式的存储架构去实现DNS的信息存储。
分布式存储实际上是利用了DNS分层分级的特点，思想是每一层的服务器只管理自己下一层的域名，不跨级管理。举个例子，根域名服务器只管理顶级域名，至于二级域名的管理则委派给各个顶级域服务器。所以如果你想申请顶级域名，你要去找根域名服务器；如果你想申请二级域名，你要去找顶级域名服务器。
绝大多数的情况下，我们都是想顶级域名服务器申请二级域名，如申请一个testdns.cn的域名，那我只需要向cn这个域名注册中心申请即可，申请完之后，testdns.cn这个二级域名下的所有域名就归我管理，比如mail.testdns.cn、www.testdns.cn这些域名的DNS解析，就都是我管理了。
那么问题又来了，我怎么去管理属于我名下的域名呢？第一种方法是利用顶级域提供的nameserver来进行解析，我可以把每个子域名对应的IP地址配置上去，相当于利用公共的资源去管理；第二种方法就是我自己搭建一个testdns.cn的nameserver，当别人请求到这个域名时，顶级域的服务器会返回我自己指定的nameserver的IP地址，然后别人再通过我自建的nameserver进一步查询这个域名下的子域名。一般情况下，都不需要自建nameserver，因为代价高而且麻烦，像我这种如果只是想弄一个个性化的域名给自己的博客之类的，完全没有必要自建nameserver。但某些情况除外：
- 对内DNS。组织内部如果有许多微服务需要通过域名来相互访问的话，完全没有必要每次都走外网去请求DNS解析，所以在内部搭建一个nameserver就很有必要；
- 性能问题。顶级域名注册商的nameserver大家都在用，性能必然是没这么好。如果对于性能和稳定性有极高要求，而且公司本身也是财大气粗的话，就完全可以自己搭建nameserver去提升服务质量。
DNS解析流程
上面讲述了DNS在服务器端的一些结构和存储方式，从服务器视角看DNS解析的请求是怎么样的。下面这里我将从调用方的视角来看看一个完整的DNS解析是怎么样的。
- 应用程序（例如是浏览器）拿到域名
www.google.com后，去本地的DNS缓存查一下，看看是否有解析过的记录，如果有则直接返回（此时会标记为是非权威服务器的应答），如果没有继续下一步； - 有一个叫ISPDNS服务器，也叫递归解析服务器，它负责递归解析域名并最终返回一个该域名指向的IP地址。本地将会请求这个服务器，然后它会从配置文件中读取13个根域名服务器的地址（这13个根服务器的地址是不会改变并且持久化在本地的配置文件），然后向其中一台发起请求，请求的是
com这个域名在哪个服务器； - 根服务器收到请求后，知道客户端要的是
com的域名服务器，然后就会返回com域中的NS记录； - 然后客户端拿到了
com域的服务器地址，再去请求，此时请求的是google.com的IP地址。 - 负责
com域的顶级域名服务器收到请求后，返回google.com的NS记录； - 继续递归第4、5步，直到拿到
www.google.com的IP地址，然后就可以直接去访问了，同时把这个记录缓存下来，下一次再次解析的时候就不需要再去DNS解析了。
这个过程其实非常好理解，是通过分级加缓存的方式提高查询效率，每次都往更高一级的服务器请求它下一级的服务器信息。再通过缓存提高命中率，减少重复的查询。
智能解析
在实践中我们经常会遇到DNS解析的问题，其中很大部分就是DNS解析的时间过长。如果了解了上面的解析过程就可以知道其实整条链路很长，中间很多环节都是网络请求，其中的速度自然很难保证。同时还有一个很大的问题就是跨运营商的网络带宽。如果客户端是电信的用户，然后DNS解析返回的IP是联通的IP，那么这个请求将会耗时很长，所以为了解决这种问题，只能解析应运而生。
智能解析是基于一个域名对应多个IP的情况，如果使用智能解析，则会返回离用户最近的IP地址，这样用户访问速度会大大增加。智能解析的协议是EDNS，主要是在DNS包中添加了origin client IP，这样nameserver就会返回距离client IP比较近的server IP了。
DNS解析相关的命令
linux中有一些常用的DNS解析命令。如nslookup、dig等。
