DNS 协议全详解

DNS 是什么

DNS 全称为 Domain Name System，即域名解析系统。它是一种将 IP 地址转换成对应的主机名（或将主机名转换成与之相对应的 IP 地址）的系统。可以抽象类比为互联网的电话簿，它记录着域名和 IP 地址的映射关系，能够方便我们快速地访问某个网站。

DNS 系统主要由两种服务器构成，它们各司其职，共同完成域名解析任务：

角色	作用
递归服务器	代表用户去查找域名对应 IP 地址。接受用户的查询，并一步步向上迭代查询，直到拿到 IP 地址为止
权威服务器	负责管理某个域名的权威解析，只负责回答自己负责的域名查询

对于你在浏览器输入一个网址：www.example.com，DNS 查询的工作流程如下：

流程详解：

递归查询：你的电脑问递归解析器，www.example.com 的 IP 地址是多少？（这是唯一的递归查询，其他的都是迭代查询）
迭代查询：递归解析器开始“问路”：

问根服务器：.com 的权威服务器在哪里？
问 .com 服务器：example.com 的权威服务器在哪里？
问 example.com 的权威服务器：www.example.com 的 IP 地址是多少？
返回结果：权威服务器返回 IP 地址 1.2.3.4，递归解析器将其缓存并返回你的电脑

由 DNS 构建起的域名与 IP 地址之间的对应关系，称为“DNS 记录”。通过设置不同的解析记录，可以实现对主机名不同的解析效果，从而满足不同场景下的域名解析需求。而域名解析记录，主要有以下几种类型：

而在解析记录中，有一列为 TTL，其全称为：Time To Live，即存活时间，用于告诉递归解析器，该条记录在缓存中可以存活多久。当 TTL 过期后，递归解析器会重新向权威服务器查询该条记录。

在运维实践中，一个至关重要的实践是：变更 IP 前的“预热”：

场景：需要将 www.example.com 的 IP 解析从 1.2.3.4 变更为 5.6.7.8，当前的 TTL 是 24h

错误做法：直接在权威服务器上把 IP 变为 5.6.7.8，那么在接下来的 24h 内，全球会有大量的用户因为缓存了旧 IP 而无法访问您的网站

正确做法：

提前一段时间（例如：提前 48h），将 www.example.com 的 TTL 变为与i给很短的值，例如：300s

等待 48h（远远大于旧的 TTL 值的时间），以确保全球所有递归服务器的旧缓存都已过期，并获取了短的 TTL

执行 IP 地址的变更

因为现在 TTL 缓存只有 5min，所以很快就会刷新，全球用户可以很快地获取到新的 IP 地址

等待变更稳定后，再将 TTL 恢复为原来较长的值，以提升性能

生产环境中的 TTL 设置是一门艺术，也是平衡之术，对于不同的场景需求，需要不同的 TTL 设置：

服务类型	TTL 设置	生产实践理由
静态官网/宣传页	12h ~ 24h	内容稳定，IP 几乎不变，长 TTL 带来极佳的访问速度和用户体验
API 服务/核心业务	300s	甜点区。平衡性和灵活性，发生故障时，5min 内可以切换流量
CDN/CNAME 记录	300s ~ 1800s	CDN 节点可能调整，需要一定的灵活性，但也不能太短，否则失去了缓存的意义
MX 记录	12h 以上	MX 记录极其稳定，长 TTL 可以避免外域邮件服务器因找不到目标而退信
NS 记录	24h ~ 48h	域名服务器的地址是根基，必须超级稳定。长 TTL 确保解析本身不出问题
临时活动/灰度发布	60s ~ 120s	需要快速切换、回滚。允许运维人员在 1min ~ 2min 内控制全部用户流量