DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网中的一种分布式命名系统，用于将域名（例如example.com）转换为对应的 IP 地址（例如192.0.2.1）。它充当了互联网上的电话簿，将易记的域名映射到计算机可以理解的 IP 地址。

域名解析：DNS 的主要功能是进行域名解析。当用户在浏览器中输入一个域名时，操作系统会向本地 DNS 解析器发送查询请求。本地解析器首先检查自己的缓存，如果缓存中没有找到对应的 IP 地址，则会向根域名服务器发送查询请求。

分层结构：DNS 采用了分层的结构，由多个不同层级的 DNS 服务器组成。最顶层是根域名服务器，下面是顶级域名服务器（如.com、.org），然后是次级域名服务器，以此类推。这种层级结构使得 DNS 查询可以高效地进行。

递归查询：当本地 DNS 解析器发送查询请求时，它可能无法直接获得所需的域名解析信息。在这种情况下，它会进行递归查询，向上一级 DNS 服务器发送查询请求，直到获得所需的解析结果。然后，解析结果将通过递归的方式返回给本地解析器。

缓存：DNS 解析器通常会在本地缓存解析结果，以便在将来的查询中快速响应。这样可以减少对 DNS 服务器的查询，并提高解析速度。

记录类型：DNS 除了将域名映射到 IP 地址外，还可以存储其他类型的记录，如邮件交换记录（MX 记录）、别名记录（CNAME 记录）等。这些记录提供了额外的功能和信息。

域名注册和管理：DNS 还涉及域名的注册和管理。域名注册商负责管理域名的注册过程，并将域名信息传递给相应的 DNS 服务器。域名所有者可以通过注册商管理自己的域名设置。

DNS分层系统

DNS（Domain Name System）是一个分层的系统，它使用了分布式数据库来管理域名和与之相关联的IP地址。DNS系统被设计成一个层次结构，每一层都有特定的功能和责任。以下是DNS的分层系统的详细解释：

1. 根域（Root Zone）：
   根域是DNS层次结构的最顶层，它代表了互联网中所有域名的起点。根域由一个名为 .（点号）的根节点表示。根域不包含任何域名记录，而是包含了所有顶级域的名称服务器（Root Name Servers）的IP地址。根域的主要任务是将查询路由到正确的顶级域。
   根域名服务器
   根域名服务器全世界一共有13台（都是服务器集群）。它们的域名和 IP 地址如下。
   

根域名服务器的 IP 地址是不变的，集成在操作系统里面。操作系统会选其中一台，查询 TLD 服务器的 IP 地址。

2. 顶级域（Top-Level Domains, TLDs）：
   顶级域是DNS层次结构中的第二层，它位于根域之下。顶级域包含了几个不同类型的域名，包括：

   1)通用顶级域（gTLDs）： 这些域名通常表示不特定于某个国家或地区的组织或类别，如.com、.org、.net等。
   2)国家代码顶级域（ccTLDs）： 这些域名代表特定国家或地区，如.us、.uk、.cn等。
   3)顶级域的名称服务器负责管理该域名下的域名记录，以及将查询转发到正确的下一级域。

3. 二级域（Second-Level Domains）：
   二级域是DNS层次结构中的第三层，它位于顶级域之下。二级域是由注册用户或组织拥有的域名，它可以用于在互联网上识别特定的网站、服务或组织。例如，在域名 example.com 中，example 就是二级域。

4. 子域（Subdomains）：
   子域是由二级域或更高级域名拥有的域名，它可以进一步划分为更多层级。例如，在域名 sub.example.com 中，sub 就是子域。

5. DNS递归解析：
   DNS的分层系统允许进行递归解析，即当本地DNS服务器收到一个域名查询请求时，它会从根域开始逐级向下查询，直到找到目标域名对应的IP地址。递归解析的过程是通过迭代查询实现的，本地DNS服务器将逐级向上的查询发送给较高级的DNS服务器，直到找到答案为止。

总的来说，DNS的分层系统使得互联网中的域名解析变得高效而可靠，同时也允许灵活地管理域名和其相关的IP地址。DNS系统的层次结构使得整个互联网的域名解析可以进行有效地路由和管理。

DNS递归查询

DNS的递归查询是一种DNS解析过程，其中DNS服务器代表客户端进行完整的域名解析，直到找到所需的域名记录或遇到错误为止。这个过程涉及多个DNS服务器之间的交互，以获取域名的IP地址或其他相关信息。以下是DNS递归查询的详细解释：

1. 发起查询：
   当客户端（通常是用户的设备或本地DNS服务器）需要解析一个域名时，它会向本地DNS服务器发起查询请求。

2. 本地DNS服务器：
   本地DNS服务器是客户端设备直接联系的第一个DNS服务器。如果本地DNS服务器的缓存中没有所需的域名解析信息，它将执行递归查询过程。

3. 递归查询过程：
   本地DNS服务器会执行以下步骤来完成递归查询：
   1)根域查询： 本地DNS服务器首先向根域名服务器发送查询请求，询问它关于目标域的顶级域名服务器的IP地址。
   2)顶级域查询： 根域名服务器返回顶级域名服务器的IP地址给本地DNS服务器。本地DNS服务器然后向该顶级域名服务器发送查询请求，询问它关于目标域的二级域名服务器的IP地址。
   3)二级域查询： 顶级域名服务器返回二级域名服务器的IP地址给本地DNS服务器。本地DNS服务器继续向该二级域名服务器发送查询请求，以此类推，直到找到目标域的主机记录（例如A记录）或者找到没有域名解析信息的响应。

4. 获取答案：
   一旦本地DNS服务器找到目标域的IP地址或者确定找不到相应的域名解析信息，它将把结果返回给客户端。如果找到了IP地址，则客户端可以使用该IP地址访问目标域名所指定的服务。

5. 缓存结果：
   本地DNS服务器通常会将查询结果缓存一段时间，以便在将来相同的查询请求中快速响应。这样，当其他客户端或者同一客户端再次查询相同的域名时，本地DNS服务器可以直接返回缓存中的结果，而不需要执行完整的递归查询过程。

总的来说，DNS的递归查询过程是一个层层递进的过程，它通过多次查询不同级别的DNS服务器来获取所需的域名解析信息。这个过程保证了客户端设备能够快速、准确地获取到所需的域名解析信息，从而访问互联网上的各种服务和资源。

DNS缓存

DNS缓存是指DNS服务器在处理查询请求时将最近的查询结果存储在内存中的过程。通过缓存域名解析信息，DNS服务器可以在将来相同的查询请求中快速响应，而不必再次执行完整的域名解析过程。以下是DNS缓存的详细解释：

1. 原理：
   当DNS服务器收到一个查询请求时，它首先检查本地缓存，看是否已经有了相应的域名解析信息。如果缓存中有该域名的记录，并且记录尚未过期（TTL未到期），则DNS服务器可以直接返回缓存中的解析结果，而无需进行递归查询。

2. 缓存生存时间（TTL）：
   每个DNS记录都有一个关联的TTL（Time-to-Live）值，指定了该记录在DNS缓存中的生存时间。当DNS服务器将一个记录存储在缓存中时，它会同时存储该记录的TTL值。在TTL过期之前，DNS服务器会认为该记录仍然有效，并在收到相同查询时返回缓存中的结果。一旦TTL到期，DNS服务器将不再使用该缓存条目，而是根据需要执行新的域名解析过程以获取更新的信息。

3. 缓存级别：
   1)本地DNS缓存： 每个设备上的操作系统和浏览器通常会维护一个本地DNS缓存，用于存储最近的DNS查询结果。这种缓存对于减少重复的DNS查询请求和提高网络性能非常有用。
   2)递归DNS缓存： 递归DNS服务器也会维护一个缓存，用于存储它们从其他DNS服务器获取的域名解析信息。这种缓存使得递归DNS服务器能够更快地响应相同的查询请求，减轻了对根域名服务器和顶级域名服务器的负载。

4. 清除缓存：
   DNS缓存有时可能会包含过期或无效的信息，这可能导致网络连接问题或域名解析错误。在这种情况下，可以手动清除DNS缓存以强制DNS服务器重新执行查询。在大多数操作系统中，可以通过执行特定的命令或操作来清除本地DNS缓存。

5. 优点：
   1)提高性能： DNS缓存可以减少DNS查询的响应时间，从而提高网络性能和用户体验。
   2)减轻负载： 缓存允许DNS服务器减少对上游DNS服务器的查询请求，从而减轻了DNS服务器和网络基础设施的负载。
   3)提高可用性： 缓存可以提高域名解析的可用性，即使上游DNS服务器出现故障，仍然可以从缓存中获取域名解析信息。

DNS 记录类型

DNS 中的记录类型用于指定域名与 IP 地址之间的映射关系以及其他相关信息。常见的 DNS 记录类型包括：

A 记录（Address Record）： 将域名映射到 IPv4 地址。
AAAA 记录（IPv6 Address Record）： 将域名映射到 IPv6 地址。
CNAME 记录（Canonical Name Record）： 将域名指向另一个域名（别名）。
MX 记录（Mail Exchange Record）： 指定邮件服务器的优先级和域名。
TXT 记录（Text Record）： 用于存储任意文本信息。
PTR 记录（Pointer Record）： 将 IP 地址映射到域名。

DNS 操作工具

nslookup：
nslookup 是一个用于查询 DNS 记录的命令行工具。可以通过指定域名或 IP 地址来查询相关信息。

nslookup example.com

dig：
dig 是一个功能强大的命令行 DNS 工具，用于执行 DNS 查询并显示详细信息。

dig example.com

nslookup和dig使用参考：https://blog.csdn.net/liulanba/article/details/132886037

参考：
https://ruanyifeng.com/blog/2022/08/dns-query.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/552653791