【计网】03.DNS、URL

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DNS

56.DNS是什么？

DNS代表“Domain Name System”，域名系统，用于将易于记忆的域名转换为计算机能够理解的IP地址。因为互联网上的所有计算机都是通过其IP地址进行通信的，而这些IP地址通常是一串数字，对于人类来说不太容易记忆和使用。DNS系统将域名（例如www.example.com）与相应的IP地址（例如192.0.2.1）相匹配，并帮助计算机找到所需的网站或服务。

当用户在其计算机或设备上输入一个域名时，操作系统会向一个或多个DNS服务器发送请求，以获取与该域名相对应的IP地址。如果DNS服务器能够找到该域名的IP地址，则返回给用户，操作系统将使用此IP地址与相应的服务器建立连接并加载网站或服务。如果DNS服务器无法找到域名的IP地址，则会返回一个错误，无法连接到相应的服务器。

DNS系统是互联网基础架构中的关键组成部分，它使得用户可以轻松地访问和使用互联网上的各种服务和网站。

57.DNS的工作原理

谈谈DNS解析过程，具体一点

将主机域名转换为ip地址，属于应用层协议，使用UDP传输。

过程总结： 浏览器缓存，系统缓存，路由器缓存，ISP服务器缓存，根域名服务器缓存，顶级域名服务器缓存，主域名服务器缓存。

DNS解析过程指的是将用户输入的URL域名解析为IP地址的过程。DNS解析过程包括以下步骤：

1. 浏览器缓存：浏览器会首先检查自己的缓存中是否有该域名对应的IP地址。如果有，浏览器将直接使用这个IP地址，而不需要进行后续的DNS查询过程。
2. 操作系统缓存：如果浏览器缓存中没有该域名对应的IP地址，操作系统会检查自己的DNS缓存中是否有该域名对应的IP地址。如果有，操作系统会直接返回这个IP地址给浏览器，而不需要进行后续的DNS查询过程。
3. 路由器缓存：如果操作系统缓存中也没有该域名对应的IP地址，那么请求将被发送到本地网络中的路由器。路由器通常也会有自己的DNS缓存，它会检查是否有该域名对应的IP地址。如果有，路由器会返回这个IP地址给操作系统，否则它会将请求转发给ISP的DNS服务器。
4. ISP DNS服务器(ISP互联网服务提供商)：如果在缓存中没有找到该域名对应的IP地址，那么ISP的DNS服务器就会被用来解析域名。ISP的DNS服务器可能会有多个，一般按照距离和性能来选择最优的服务器。ISP DNS服务器会按照从右到左的顺序，依次查找该域名的顶级域名服务器、权威域名服务器等，并将最终的IP地址返回给用户的计算机。
5. 根DNS服务器：如果ISP的DNS服务器也没有找到该域名对应的IP地址，那么它会向根DNS服务器发出请求。根DNS服务器负责维护整个DNS树形结构，它会返回一个指向顶级域名服务器的IP地址给ISP的DNS服务器。
6. 顶级域名服务器：ISP的DNS服务器收到根DNS服务器返回的顶级域名服务器的IP地址后，就会向顶级域名服务器发出请求。顶级域名服务器会返回一个指向负责该域名的权威域名服务器的IP地址给ISP的DNS服务器。
7. 权威域名服务器：最后，ISP的DNS服务器会向权威域名服务器发出请求，并获取该域名对应的IP地址。权威域名服务器返回IP地址给ISP的DNS服务器，ISP的DNS服务器再将这个IP地址返回给用户的计算机，完成整个DNS解析过程。

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58.为什么域名解析用UDP协议？

域名解析使用UDP协议是因为UDP具有较低的延迟和较小的数据包开销。

DNS查询通常是一个简短的请求-响应交互，只需要发送一个短小的查询消息，然后等待一个短小的响应消息。由于UDP协议不需要建立连接和维护状态，因此UDP通常比TCP更快。此外，UDP消息头的大小比TCP消息头要小，这意味着在传输数据时UDP会有更少的开销。

另外，DNS使用的是分布式系统，具有高可用性。如果使用TCP协议，每个DNS服务器都需要维护一个连接状态表，这将在大型系统中造成大量的开销和负载。相比之下，UDP协议允许DNS服务器快速响应查询请求，减少了开销和负载，并提高了系统的可伸缩性。

因此，DNS使用UDP协议来进行域名解析，以提高解析速度和系统的可伸缩性。

59.DNS负载均衡是什么策略？

当一个网站有足够多的用户的时候，假如每次请求的资源都位于同一台机器上面，那么这台机器随时可能会崩掉。处理办法就是用DNS负载均衡技术

DNS负载均衡是一种在分布式计算环境中实现负载均衡的策略。它通过将DNS域名解析请求分布到不同的服务器上来实现负载均衡。DNS负载均衡的基本原理是将同一个域名解析请求映射到不同的IP地址上，这些IP地址代表了不同的服务器。当客户端发起请求时，DNS服务器会根据预设的负载均衡算法，将请求转发到其中一个服务器上。这样可以实现对服务器的负载均衡，提高系统的可靠性和性能。

常见的DNS负载均衡算法包括：轮询、随机、加权轮询、加权随机等。其中轮询算法是最基本的算法，它将请求依次分配到每个服务器上，实现了基本的负载均衡。加权轮询算法在轮询的基础上增加了权重的概念，可以根据服务器的性能、带宽等指标来分配不同的权重值，从而实现更加精细化的负载均衡。随机算法将请求随机地分配到不同的服务器上，能够有效地平衡服务器的负载。加权随机算法在随机算法的基础上增加了权重的概念，实现了更加灵活的负载均衡。

60.DNS查询方式有哪些？

DNS查询方式可以分为以下几种：

1. 递归查询（Recursive Query）：客户端向本地DNS服务器发送一个递归查询请求。如果本地DNS服务器不知道所请求的域名的IP地址，它会继续向上级DNS服务器发出查询请求，直到找到包含所请求域名的IP地址的DNS服务器，然后返回结果给客户端。
2. 迭代查询（Iterative Query）：客户端向本地DNS服务器发送一个迭代查询请求。本地DNS服务器不会为客户端查找答案，而是向根域名服务器发送一个迭代