在命令行里敲入ping www.baidu.com，下面的提示会显示39.156.66.14这个IP地址（显然，这是一个A类地址）。同样，输入ping www.google.com，同样会显示一个IP地址。这是什么意思呢？

再做一个小测试，在C:\Windows\System32\drivers\etc文件夹下，有一个文件hosts。Jungle用notepad打开这个文件，有如下内容：

127.0.0.1  www.xmind.net

接下来，Jungle在命令行里输入：ping www.xmind.net，结果如下：

如果Jungle修改一下这个文件，改为：

127.0.0.1  www.jungle.net

然后再在命令行里输入ping www.jungle.net，结果如下：

可以看到，类似于最开始ping www.baidu.com一样，每一个网址都对应着一个IP地址（当然了，你也可以直接Ping IP地址）。为什么不能直接使用IP地址呢？为什么每个IP地址都对应一个网址呢？这种对应关系使如何的？

这就是计算机网络里的域名系统（Domain Name System）。

一、域名系统

域名系统是因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。

引言里提到的一个文件hsosts（路径C:\Windows\System32\drivers\etc文件夹下），文件里列出所有主机和相应的IP地址。只要用户输入一个主机名字，计算机可以很快将其转换成IP地址。

主机名便于人们理解和记忆（比如www.google.com是谷歌网址），但机器处理IP数据报时IP地址是定长32位，如果这时候还用主机名就不合理，因为有的主机名可能很长，所以机器使用的是IP地址。

理论上说，整个因特网上可以只有一个域名服务器，上面的hosts文件里保存因特网里所有主机名和对应的IP地址。但是，因特网里主机数量过于庞大，如果这样操作，那么查询一个IP地址将耗费大量时间。所以，因特网采用的是层次树状结构的命名方法，并使用分布式的域名系统，采用客户-服务器方式。

DNS使大部分名字都在本地进行解析，仅少量解析需要在因特网上通信。域名到IP地址的解析是由分布在因特网上的许多域名服务器共同完成。当某一个应用进程需要把主机名解析为IP地址时：

（1）该应用进程调用解析程序，并成为DNS的一个客户，把待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报的方式发给本地域名服务器。

（2）本地域名服务器在查找域名后，把对应的IP地址放在回答报文中返回。

（3）若本地域名服务器不能回答该请求，本地域名服务器就暂时成为DNS的另一个客户，并向其他域名服务器发出查询请求。这种过程一直到找到能够回答该请求的域名服务器为止。

二、域名结构

1.域名命名规则

因特网采用的是层次树状结构的命名方法，连接入因特网的每一个主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。

“域”是名字空间中的一个可被管理的划分，域可以被划分为子域，子域还可以再被划分，这样就构成了顶级域、二级域、三级域等。每一个域名都是由标号（label）序列组成，各个标号之间用点隔开：

DNS规定，每一个标号都由英文字母和数字组成，每一个标号不超过63个字符（最好不超过12个字符），也不区分大小写，多个标号组成的完整域名总共不超过255个字符。级别最低的域名写在最左边，级别最高的域名写在最右边。各级域名由上一级的域名机构管理，顶级域名又ICANN管理。域名只是一个逻辑概念，域名中的点和IP地址中点分十进制中的点并无关联。

2.域名分级

顶级域名TLD（Top Level Domain）分为三大类：

国家顶级域名nTLD：cn-中国，us-美国，uk-英国等；
通用顶级域名gTLD：com-公司企业，net-网络服务机构，org-非营利性组织，int-国际组织，edu-美国专用教育机构，gov-美国政府部门，mil-美国军事部门，aero-航空运输企业，asia-亚太地区等等；
基础结构域名：只有一个，arpa，用于反向域名解析。

我国把二级域名分为类别域名和行政区域名：

类别域名：7个，ac-科研机构，com-工、商、金融等企业，edu-中国教育机构，gov-中国政府机构，mil-中国国防机构，net-互联网服务机构，org-非营利性组织
行政区域名：34个，适用于我国各省市、自治区、直辖市。

因特网中的域名是惟一的。

三、域名服务器

域名系统的具体实现是由分布在各地的域名服务器来完成。可以让每一级的域名都有一个对应的域名服务器，使服务器的分布和上图（互联网域名空间）对应，但这样做会使得域名服务器的数量太多，降低域名系统运行效率。DNS采用划分区的办法来解决该问题。

1.域名服务器分级

一个服务器所管辖的范围叫做区（zone），一个区中的所有节点必须能够连通，每一个区设置响应的权限域名服务器，用来保存该区中所有主机的域名到IP地址的映射。（DNS服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位，区可能大于域，可能小于域，也可能等于域）。

域名服务器可以划分为四种类型：

根域名服务器：是最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。如果所有根域名服务器崩溃了，那么整个DNS系统就瘫痪了。因特网上一共有13个不同IP地址的根域名服务器（但并不止13台机器），到2012年5月止，13个根域名服务器一共分布在全球312个地点。世界上大部分DNS域名服务器都能够就近找到一个根域名服务器。
顶级域名服务器：负责管理在该顶级应服务器注册的所有二级域名。
权限域名服务器：权限域名服务器即是负责一个区的域名服务器，当一个权限域名服务器不能够该出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的DNS客户，下一步应该找哪一个权限域名服务器。
本地域名服务器：当一个主机发出DNS请求时，这个查询报文就发送到本地域名服务器。

2.域名查询过程

2.1.主机向本地域名服务器查询——递归查询

主机向本地域名服务器查询是采用递归查询。如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址，那么本地域名服务器就是以DNS客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文（替主机继续查询）。

2.2.本地域名服务器向根域名服务器查询——迭代查询

本地域名服务器向根域名服务器查询采用迭代查询。当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地域名服务器“下一步应该向哪一个域名服务器进行查询”，然后本地域名服务器继续后续的查询。

此外，为了提高DNS查询效率，域名服务器中广泛使用了高速缓存，用来存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录。

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