我们都知道，应用程序根据域名向最近的DNS服务器查询IP地址，DNS服务器返回该域名的IP地址；

但是他的一个实施过程呢？

机器如何知道DNS服务器的ip地址？

背景

其实每台计算机都可以手动设置一个DNS服务器地址，当然也可以让计算机自动获取，比如计算机本身预先设置了DNS服务器的ip地址，知道了ip地址就可以按照百度服务器的方式访问DNS服务器；

服务器如何向DNS服务器发送请求？我们的计算机有相应的DNS客户端，相当于DNS客户端的部分，我们称它为DNS解析器。

DNS解析器实际上是利用操作系统提供的Socket库来进行一些与网络相关的常见操作，比如向DNS服务器发送查询ip地址的请求；

套接字库是在美国加州大学伯克利分校开发的UNIX操作系统BSD上开发的C语言库。Internet上使用的大多数函数都是基于Socket库来开发的。因此，BSD以外的其他操作系统和C语言以外的其他编程语言都参照Socket库开发了相应的网络库。可以说，Socket库是网络开发中的一个标准库。

当调用解析器时，程序的控制流被转移到解析器本身。如下图所示：

当控制流传递给解析器时，解析器生成需要发送到DNS服务器的查询消息，然后将执行委托给操作系统内部的协议栈(解析器本身不具备通过网络发送和接收数据的功能)。协议栈通过网卡向DNS server发送报文。如果DNS服务器找到该服务器，它将响应消息中的IP地址写回客户端，然后通过协议栈将其传递给解析器。最后，解析器检索消息以检索IP地址并将其传递给应用程序。完成从DNS服务器查询IP地址。

协议栈操作系统内部网络控制软件，也叫“协议驱动程序”、“TCP/IP驱动程序”等

服务器如何请求DNS服务器解析域名

世界上有那么多机器，怎么可能都在一台DNS服务器上呢？那么世界上有成千上万的DNS服务器，很多很多，提供DNS查询服务，在搜索ip地址时，成千上万的DNS服务器怎么能中继呢？

首先，您需要将域名服务器划分为各个层，每个层存储不同的信息和职责。

根DNS服务器：根DNS服务器是最顶级的DNS服务器，也是最重要的DNS服务器。所有根DNS服务器都知道所有顶级DNS服务器的域名和IP地址。一般情况下，根DNS服务器不直接将域名转换为IP地址(根DNS服务器不存储该信息)，而是告诉本地DNS服务器下一步要搜索哪个顶级DNS服务器。世界上有13个根DNS服务器。

顶级域名服务器：管理在该顶级域名服务器上注册的所有二级域名。当接收到DNS查询请求时，会给出相应的答案(最终结果或接下来应该找到的DNS服务器的IP地址)。

域名服务器：负责分区内的域名服务器，保存分区内所有主机的域名到IP地址的映射关系。当域名服务器无法给出最终的查询答案时，发出查询请求的DNS客户端将被告知下一步查找哪一个域名服务器。

1. 每个DNS服务器都具有缓存功能。查看是否可以通过缓存中的域名进行ip地址解析。

2、任何有根域DNS服务器地址的DNS服务器，访问根域DNS服务器开始逐层查找，如：百度域名(www.baidu.com);

3.该任务指导管理员通过访问DNS服务器，查询顶级域名服务器的域名地址。

4. 访问顶级域名服务器，查询和管理“baidu.com”的权限。域名服务器地址解析ip地址；

5. 缓存域名对应的ip地址，返回给应用程序；

域名服务器

Internet主机域名结构如下：主机名。三级域名。二级域名。顶级域名

根域

URL www.baidu.com应该配置为www.baidu.com。当我们输入URL时，根字段被省略

公共顶级域

.com:表示商业机构

.cn:中国国家域名

.top:表示高端、顶级、职业突破、国际通用域名

.net:网络服务组织

.org:非营利组织

.gov:政府机构

.edu:教育机构

世界上有13个根DNS服务器。这13个根DNS服务器的名称从“A”到“M”，其中10个位于美国，英国、瑞典和日本各有一个。

根服务器主要用于管理互联网的主目录，全世界只有13台。

1个主根服务器，位于美国。其余12个是次要根服务器，其中9个位于美国，2个位于欧洲的英国和瑞典，1个位于亚洲的日本。

所有根服务器都由美国政府授权的互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)管理，ICANN负责管理全球根服务器、域名系统和IP地址。

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这些机器的管理单元、位置和最新IP地址如下表所示：

域名解析步骤

DNS协议的原始定义可以追溯到20世纪80年代末，在端口上使用UDP和TCP。

UDP通常用于查询和响应，TCP用于主服务器和从服务器之间的区域传输。不幸的是，能够保证在任何UDP实现中正常工作的最大数据包长度是512字节，这对于一些必须在每个数据包中包含数字签名的新DNS功能(例如DNSSEC)来说太小了。

512字节的限制还会影响根服务器的数量和名称。

为了使所有根服务器数据都包含在512字节的UDP包中，根服务器的数量被限制为13个，并且每个服务器使用字母表中的一个字母命名。

根据以太网的物理特性，以太网数据的长度必须在46 ~ 1500字节之间。

事实上，这1500字节是网络层IP数据包的长度限制。理论上，IP报文的最大长度为65535字节。

这受限于IP报头的总长度为16位，不包括20字节的IP报头和8字节的UDP报头，UDP报文中数据的最大长度为65507字节。

在互联网数据传输中，UDP数据长度被限制为576字节(互联网标准MTU值)，而在许多UDP应用程序设计中，数据包被限制为512字节或更小。这样可以防止丢包。

许多解析器首先发送UDP查询，如果接收到截断的响应，则使用TCP重新发送查询。

这个过程绕过了512字节的限制，但是效率很低。您可能认为DNS应该避免UDP而总是使用TCP，但是TCP连接要昂贵得多。

UDP名称服务器交换可以短到两个数据包：一个查询数据包和一个响应数据包。TCP交换至少包含7个数据包：启动TCP会话的三次握手、查询数据包、响应数据包和关闭连接的最后一次握手。