金三银四网络面经之 DNS 详解!
作者 | Cooper Song
责编 | 郭芮
出品 | CSDN(ID:CSDNnews)
DNS全称Domain Name System,也就是域名系统。用户要访问一个网站,需要知道它的IP地址。而DNS系统主要提供的服务就是主机名与IP地址的映射,即输入一个域名,比如www.baidu.com,可以得到www.baidu.com的服务器IP地址39.156.66.18。
之所以需要域名系统,是IP地址太难记了,这就好比人与人之间使用姓名或乳名更好记,而不是认识一个人就背过人家的身份证号。互联网的用户也是人,所以网上冲浪者们也更容易也更喜欢记住一些网站的域名,比如百度www.baidu.com、淘宝www.taobao.com、京东www.jd.com;而路由器则显然更容易识别IP地址。因此从主机名到IP地址这个映射就显得尤为重要。
在我看来,这种服务的提供更像是一种数据库查询:
SELECT IP FROM DNS WHERE NAME='www.baidu.com';
我好像没猜错,DNS就是一个由分层的DNS服务器(通常是运行BIND软件的UNIX机器)实现的分布式数据库,也是一个使得主机能够查询分布式数据库的应用层协议(运行在UDP之上,使用53号端口)。
虽说是数据库,但不是一个普通的数据库,而是一个分布式数据库,分布式数据库由大量的DNS服务器实现。当然,DNS也可以只用一个服务器来实现,这样做的好处是简单,但也有大大的坏处,特别是互联网用户越来越多,一个DNS服务器是远远不够的,会出现很多问题,主要问题如下:
单点故障。如果唯一的一台DNS服务器崩了,整个因特网都不能使用DNS服务了,所有用户都不能通过www.baidu.com这样的域名访问网站了,整个因特网随之瘫痪。
通信容量。唯一的一台DNS服务器不得不处理所有的DNS查询,必须为所有请求访问的主机产生HTTP请求报文。
近距离的集中式数据库。如果唯一的一台DNS服务器在美国纽约,那么中国用户、澳大利亚用户的查询都得先传播到地球的另一边,在传播过程中还有可能遇到网络拥塞,会导致严重的时延。
维护。唯一的一台DNS服务器需要为所有因特网的主机保留记录,数据规模是非常庞大的,随着联网的主机数增多,还要不断地更新(插入insert、删除delete、修改update)。
正是由于上面那些问题,网络专家们提出了分布式、分层次数据库这一解决方案。
DNS服务器主要分为三种,一种是顶端的根DNS服务器,一种是位于中间的顶级域(Top-Level Domain,简称TLD)DNS服务器,一种是位于下层的权威DNS服务器。
根服务器全世界共有400多个,它提供用户访问域名所属的顶级域服务器的IP地址。
顶级域服务器管理着一类网站权威服务器的IP地址,后缀名为.com、.gov、.edu、.org的URL分属于comDNS服务器、govDNS服务器、eduDNS服务器、orgDNS服务器。此外,每个国家都有自己的顶级域服务器,比如.cn属于中国、.jp属于日本、.uk属于英国、.fr属于法国、.th属于泰国。
在因特网上具有公共可访问主机的每个组织机构必须提供公共可访问的DNS记录,这些记录将这些主机的名字映射为IP地址,一个组织机构的权威DNS服务器会收藏这些DNS记录,或者让这些记录存储在服务提供商的一个权威DNS服务器中。一般大学和大厂都会实现和维护自己的权威DNS服务器,比如麻省理工自己实现的mit.eduDNS服务器、亚马逊自己实现的amazon.comDNS服务器、百度自己实现的baidu.comDNS服务器,baidu.com就会提供百度网址大全site.baidu.com的IP地址。
用户主机向根DNS服务器发出查询请求,根服务器返回给用户主机相应的顶级域DNS服务器的IP地址,用户主机再根据顶级域DNS服务器的IP地址向相应的顶级域服务器发出查询请求,顶级域DNS服务器返回给主机相应的权威DNS服务器的IP地址,用户主机再根据权威DNS服务器的IP地址向相应的权威DNS服务器发出查询请求,该权威DNS服务器最终向用户主机发送查询主机名的IP地址发送给用户主机。
举个例子,我的电脑要访问百度网址大全site.baidu.com,向根DNS服务器发送查询请求,根DNS服务器识别到后缀.com,返回给用户主机comDNS服务器的IP地址,用户主机根据comDNS服务器的IP地址向comDNS服务器发送查询请求,comDNS服务器返回给用户主机百度权威DNS服务器baidu.com的IP地址,用户再向百度的权威服务器baidu.comDNS服务器发送查询请求,百度的权威服务器当然熟悉自家网站,就把百度网址大全site.baidu.com的IP地址返回给了用户主机。
更多的,用户主机请求域名对应的IP地址会借助一个本地DNS服务器,这个DNS服务器一般是一个小区或者一个机构的ISP(Internet Service Provider,可以理解为运行商)提供的,本地DNS服务器获取到最终的IP地址后,再返回给用户主机。访问示意图如下:
圆圈表达了请求的时序关系。根DNS服务器和顶级域服务器更像是中间的领路人,这两种服务器指引着主机找到最终要访问的IP地址。
DNS系统是设有缓存机制的,如果某个DNS服务器收到了一条主机名到IP地址的映射记录,就把这个记录存到本地缓存里,下次收到某域名的请求时,如果该域名在本DNS服务器缓存中,就可以直接返回该域名的IP地址。这将大大减少时延,如果没有缓存机制,上图中的8个步骤缺一不可;而有了缓存机制,用户主机甚至都可以直接从本地DNS服务器那里得到自己想要的IP地址,示意图如下:
参考文献:
[1]James F Kurose,Keith W Ross.Computer Networking A Top-Down Approach Seventh Edition[M].Beijing:China Machine Press,2018:83.
作者简介:Cooper Song,大学计算机专业在校生,本科在读,学生开发者。
【End】
推荐阅读
☞隔离是否有效?北大面向新冠疫情的数据可视化分析与模拟预测
☞爱荷华大选 App 投票酿闹剧的反思:为什么我们在软件工程方面如此糟糕?
☞一文告诉你,如何使用Python构建一个“谷歌搜索”系统 | 内附代码
☞愿得一心人:硅谷亿万富豪们的婚姻怎样?有人白首相守七十年
☞Python + ElasticSearch:有了这个超级武器,你也可以报名参加诗词大会了!| 博文精选
☞区块链中的哈希到底是什么?
你点的每一个在看,我认真当成了喜欢
猛戳“阅读原文”,填写中国远程办公-调查问卷
金三银四网络面经之 DNS 详解!相关推荐
- 【金三银四跳槽季】Java工程师如何在1个月内做好面试准备?
点击上方"蓝字", 右上角选择"设为星标" 周一至周五早11点半!精品文章准时送上! 本文来自石杉的架构笔记 目录 一.写在前面 二.技术广度的快速准备 三.技 ...
- 金三银四的面试黄金季节,Android面试题来了!
金三银四的跳槽季节,你准摆好了吗? 首先我们分享一个Android知识图谱. 下面是一些面试官基本必问的问题,请一定要去了解! 基础知识 – 四大组件(生命周期,使用场景,如何启动) java基础 – ...
- 金三银四,中高级测试面经,我不信你能看完!
点击上方蓝色"清菡软件测试",关注并选择"设为星标" 要坚持啊! 作者:清菡 不会的东西很多,要学习的东西很多.想学的太多,但是行动力太少.心情像天上的云起伏不 ...
- 金三银四想跳槽的,要抓紧时间补补了
前言 年后返工往往伴随着离职大潮,相信有不少程序员朋友都想在金三银四这个招聘黄金期里找到一份更加心仪的工作.优秀的面试技巧往往能让大家事半功倍,了解面试官.公司的需求和提问套路,也是面试者突围而出的关 ...
- 【建议收藏】2021年中高级Android大厂面试秘籍,为你保驾护航金三银四,直通大厂
一眨眼又到年底了,每到这个时候,我们都会慢慢反思,这一年都做了什么?有什么进步?年初的计划都实现了吗?明年年初有跳槽的底气了吗? 况且2020年我们经历了新冠疫情的洗礼,很多程序员都经历了失业,找工作 ...
- 2021年中高级Android大厂面试秘籍,为你保驾护航金三银四,直通大厂
一眨眼已经到2021年了,该反思一下,2020年都做了什么?有什么进步?年初的计划都实现了吗?金三银四有跳槽的底气了吗? 2020年我们经历了新冠疫情的洗礼,很多程序员都经历了失业,找工作的恐慌.导致 ...
- “金三银四” “阿里” 我去定了,谁也拦不住我,这份《Android面试宝典》说的
前言: 面试,跳槽,每天都在发生,而对程序员来说"金三银四"更是面试和跳槽的高峰期,跳槽,更是很常见的,对于每个人来说,跳槽的意义也各不相同,可能是一个人更向往一个更大的平台,更好 ...
- 金三银四阿里我去定了,谁也拦不住我,这份《Android面试宝典》说的
前言: 面试,跳槽,每天都在发生,而对程序员来说"金三银四"更是面试和跳槽的高峰期,跳槽,更是很常见的,对于每个人来说,跳槽的意义也各不相同,可能是一个人更向往一个更大的平台,更好 ...
- 疫情肆虐,延迟返工,今年的“金三银四”还能照常进行吗?
疫情肆虐,今年还会有金三银四吗? "足不出户"是我们每天的一个状态,疫情肆虐的今天,对我们的学习.工作.生活等各个方面都造成了很严重的负面影响,对于一个拥有房贷车贷的普通上班族来说 ...
最新文章
- golang map 初始化 和 使用
- linux 扩展zhu分区,Linux分区调整(LVM和非LVM环境中扩容和缩小)
- gedit乱码 fedora
- rxlifecycle 框架的使用
- 严重: StandardServer.await: create[8005]:
- android10热点验证身份,在 Android 上使用 Microsoft 进行身份验证
- 1002 A+B for Polynomials (25分)_29行代码AC
- bp配置 sap_SAP转储订单之 STO without delivery
- MySQL入门 (一) : 资料库概论与MySQL的安装
- 数据算法之冒泡排序(bubbleSort)的Java实现
- 我的成长笔记20210402(测试文档编写)
- 源码分析--SDWebImage
- Win10网卡驱动突然消失
- centos7 rpm安装时报警 Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID 352c64e5: NOKEY
- U - 计算长方体、四棱锥的表面积和体积
- 计算机usb接口标志什么意思,笔记本上USB接口的标识
- 引导过程(修复MBR故障和GRUB鼓掌及破解密码)
- 希尔顿集团大中华区第450家酒店开业;Gap在山东青岛开新店 | 美通企业日报
- html5 video 手机端视频播放全屏显示
- c语言作业订单号查询,C语言 查询订单系统进不去 还请高手指点