DNS备忘

基础概念

DNS（Domain Name System）域名系统
将人类可读的域名（如fay.net.cn）转换为机器可识别的IP地址
名字到地址的映射

工作原理

  1. 用户在浏览器输入 fay.net.cn
  2. 操作系统向本地DNS解析器（如路由器或ISP的DNS服务器）发起查询
  3. 若本地缓存无结果，则递归查询：
    • 根域名服务器（Root Server）
    • 顶级域（TLD）服务器（如 .com）
    • 权威域名服务器（Authoritative Server for example.com）
  4. 最终获得IP地址并返回给用户操作系统

查询类型
递归查询：客户端要求DNS服务器必须返回最终答案（或错误）
迭代查询：DNS服务器返回它知道的最佳线索（如另一个服务器地址）

域名层级

.                     ← 根域（Root Domain）
└── com               ← 顶级域（TLD, Top-Level Domain）
    └── example       ← 二级域（Second-Level Domain，通常由用户注册）
        └── shop      ← 三级域（子域，Subdomain）
            └── www   ← 主机名（Host / Leaf Node）

完整域名（FQDN, Fully Qualified Domain Name）：www.shop.example.com.（带结尾点）
以我的博客域名展示层级
.                          ← 根域（Root）
└── cn                     ← 国家顶级域（ccTLD，中国）
    └── net                ← 二级域（类别域，.cn 下的子域）
        └── fay            ← 三级域（我注册并拥有权威控制权的域名）

我真正拥有的是`fay`
各层级详解
层级 名称 说明 示例
0 级 根域（Root） 用 . 表示，是 DNS 树的起点。全球有 13 组逻辑根服务器（实际为任播部署）。 .
1 级 顶级域（TLD） 分为：
• 通用 TLD（gTLD）：.com, .org, .net
• 国家代码 TLD（ccTLD）：.cn, .uk, .jp
• 新 gTLD：.app, .shop, .xyz		 .com, .cn
2 级 二级域（SLD） 用户在注册商处实际注册的域名，是权威控制的起点。 example（在 example.com 中）
3+ 级 子域（Subdomain） 由域名所有者自由创建，用于组织服务或部门。可无限嵌套。 shop.example.com, api.dev.shop.example.com
最末级 主机名（Hostname） 通常对应具体服务器或服务，常出现在 A/AAAA/CNAME 记录中。 www, mail, ftp

为什么中国没有根服务器

中国因接入互联网较晚（1994年），错过了根服务器体系建立的历史窗口期；而根服务器数量受限于早期DNS协议技术约束（UDP 512字节限制），只能设13组逻辑节点，且其治理长期由美国主导，导致中国无法在原有体系中获得根服务器控制权。
但中国已通过部署大量根镜像、主导IPv6“雪人计划”、以及完全自主管理.cn顶级域，实现了事实上的网络基础设施自主与安全可控。

DNS全球13组逻辑根服务器
主机名 IP 地址（IPv4, IPv6） 运营机构 国家
a.root-servers.net 198.41.0.4, 2001:503:ba3e::2:30 Verisign, Inc. 美国
b.root-servers.net 199.9.14.201, 2001:500:200::1 University of Southern California (ISI) 美国
c.root-servers.net 192.33.4.12, 2001:500:2::c Cogent Communications 美国
d.root-servers.net 199.7.91.13, 2001:500:2d::d University of Maryland 美国
e.root-servers.net 192.203.230.10, 2001:500:a8::e NASA (Ames Research Center) 美国
f.root-servers.net 192.5.5.241, 2001:500:2f::f Internet Systems Consortium (ISC) 美国
g.root-servers.net 192.112.36.4, 2001:500:12::d0d US Department of Defense (NIC) 美国
h.root-servers.net 198.97.190.53, 2001:500:1::53 US Army Research Lab 美国
i.root-servers.net 192.36.148.17, 2001:7fe::53 Netnod 瑞典
j.root-servers.net 192.58.128.30, 2001:503:c27::2:30 Verisign, Inc. 美国
k.root-servers.net 193.0.14.129, 2001:7fd::1 RIPE NCC 荷兰
l.root-servers.net 199.7.83.42, 2001:500:9f::42 ICANN 美国
m.root-servers.net 202.12.27.33, 2001:dc3::35 WIDE Project 日本

数据来源：IANA；数据截止时间：2026年03月12日

为什么全球只有13组根服务器

一句话概括：因为互联网早期IP网络的最大传输单元长度(MTU)是五百多字节，DNS回复信息的最大长度同样不能太长，所以DNS协议规定回复信息不能超过512字节
根本原因：UDP数据包大小限制，早期DNS查询主要使用UDP协议（而非TCP），因为UDP更轻量、响应更快。
当时互联网标准（RFC 1035）规定：DNS响应报文不能超过512字节，以避免IP层分片（fragmentation），提高可靠性和兼容性。
每个根服务器的IPv4地址记录（含域名、类型、TTL等）约占32字节。
计算：

$$\frac{512\,\text{字节} - \text{报文头等开销}}{32\,\text{字节/条}} \approx 13\,\text{条} $$

实际可容纳13个根服务器地址，再多就会超限，导致解析失败。
✅ 所以，“13” 是一个 技术上限值，由协议硬性决定。

13组 ≠ 13台物理服务器
13是逻辑标识（如a.root-servers.net到m.root-servers.net）
每组在全球通过 Anycast 部署大量镜像节点：
例如f.root-servers.net在全球有150+个物理站点
中国境内就有多个F、I、J、L、M的镜像
用户查询时，自动路由到最近的镜像，实现低延迟、高可用
🌍 所以，实际运行的根服务器有2000+台物理机器，只是共享13个IP地址。

图示
             . (Root)
              |
     -------------------
     |        |        |
   com       org      net     ← TLD（顶级域）
     |
 example                 ← 二级域（你注册的）
     |
  ------- 
  |     |
www   shop              ← 子域（你创建的）
        |
      api               ← 更深的子域
国内常见二级域用途
常见 .cn 二级域 用途
com.cn 商业机构
net.cn 网络服务提供商
org.cn 非营利组织
gov.cn 政府机构
edu.cn 教育机构

DNS主机记录

指域名前缀

主机记录（名称） 完整域名示例 说明
@ example.com 裸域（主域名本身）
www www.example.com 常用于网站
mail mail.example.com 邮件服务器
ftp ftp.example.com FTP服务
api api.example.com API接口服务
* *.example.com 泛解析（通配符）
留空 example.com 等同于@

DNS负载策略

  • 轮询：按顺序逐次返回所有配置的记录值，实现解析结果的均衡分配。
    • 例如配置 IP 192.168.1.1 和 192.168.1.2，每次解析均返回两个 IP，但顺序交替（如首次返回 [192.168.1.1, 192.168.1.2]，下次返回 [192.168.1.2, 192.168.1.1]）。
  • 权重：根据配置的权重比例随机返回其中一条记录，实现流量的加权分配。
    • 例如配置 IP 192.168.1.1 和 192.168.1.2，权重为 1:1 时，每次解析有 50% 概率返回 192.168.1.1，50% 概率返回 192.168.1.2。

DNS TTL

指解析结果在Local DNS中的缓存时间

DNS常见记录类型

指解析记录的用途

记录类型 作用
A 将域名映射到IPv4地址
AAAA 将域名映射到IPv6地址
CNAME 别名记录，将一个域名指向另一个域名
MX 邮件交换记录，指定接收邮件的服务器
NS 指定权威DNS服务器（指定该域名由哪些DNS服务器解析）
TXT 存储文本信息，常用于验证、SPF、DKIM等
SOA 起始授权记录，包含区域基本信息（如主DNS、刷新时间等）
SRV 指定特定服务（如 _sip._tcp）
PTR 反向DNS，将IP地址映射回域名（用于反查）

常用命令

… … … nslookup … … … ∞
# 英文原意 Name Server Lookup；所在路径 /usr/bin/nslookup；执行权限 all
用于查询Internet域名系统（DNS）记录

# 安装
yum install bind-utils

nslookup [选项] [主机名或IP地址] [DNS服务器（可选）]
# 常用命令
nslookup example.com 查询域名的A记录（ipv4地址）
nslookup example.com -type=aaaa 查询域名的AAAA记录（ipv6地址）
nslookup www.example.com -type=cname 查询CNAME记录（别名）
nslookup xxx.xxx.xxx.xxx 反向DNS查询（通过IP查域名）（需目标 IP 配置了反向解析）
nslookup example.com 8.8.8.8 指定DNS服务器查询
nslookup yourdomain.com 127.0.0.1 检查本地DNS是否生效

nslookup不使用系统的hosts文件（与ping或getent不同），它直接向DNS服务器发起查询
windows自带
… … … dig … … … ∞
# 英文原意 Domain Information Groper；所在路径 /usr/bin/dig；执行权限 all
用于从DNS服务器获取各种类型的记录，比nslookup输出更结构化，支持批量查询

# 安装
yum install bind-utils

dig [@dns-server] [name] [type]
# 常用命令
dig example.com 查询域名的A记录（ipv4地址）
dig example.com AAAA 查询域名的AAAA记录（ipv6地址）
dig www.example.com CNAME 查询CNAME记录（别名）
dig -x xxx.xxx.xxx.xxx 反向DNS查询（通过IP查域名）（需目标IP配置了反向解析）
dig @8.8.8.8 example.com  指定DNS服务器查询
dig example.com +short 简化输出 /+stats 详细输出 /+trace 追踪dns解析路径，类似traceroute
dig -f domains.txt 批量查询
… … … host … … … ∞
# 英文原意 Host；所在路径 /usr/bin/host；执行权限 all
查询某主机（域名或IP）的DNS信息，用于执行简单的DNS查找

# 安装
yum install bind-utils

host [选项] name-server [DNS服务器]
# 常用命令
host example.com 查询域名记录（ipv4地址；如存在ipv6地址，会同时显示）
host -t cname www.example.com 查询CNAME记录（别名）
host xxx.xxx.xxx.xxx 反向DNS查询（通过IP查域名）（需目标IP配置了反向解析）
host example.com 8.8.8.8 指定DNS服务器查询
-v 详细输出
# 批量查询
for domain in google.com github.com; do
  host "$domain"
done

k8s里dns工作原理

在k8s里，服务的域名是默认拼接的
服务域名拼接：..svc.

  • : Service 的资源名称（metadata.name）。
  • : Service 所在的命名空间。
  • svc: 固定字符串，代表 Service 资源类型。
  • : 集群域名，默认为 cluster.local（可在 kubelet 或 CoreDNS 配置中修改）

说些什么吧！

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