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对于 DNS(Domain Name System) 大家肯定不陌生，不就是用来将一个网站的域名转换为对应的IP吗。当我们发现可以上QQ但不能浏览网页时，我们会想到可能是域名服务器挂掉了；当我们用别人提供的hosts文件浏览到一个“不存在”的网页时，我们会了解到域名解析系统的脆弱。
然而关于DNS还有一大堆故事值得我们去倾听，去思考。
DNS 源起
要想访问网络上的一台计算机，我们必须要知道它的IP地址，但是这些地址（比如243.185.187.39）只是一串数字，没有规律，因此我们很难记住。并且如果一台计算机变更IP后，它必须通知所有的人。
显然，直接使用IP地址是一个愚蠢的方案。于是人们想出了一个替代的方法，即为每一台计算机起一个名字，然后建立计算机名字到地址的一个映射关系。我们访问计算机的名字，剩下的名字到地址的转换过程则由计算机自动完成。
hosts映射
早期，名字到地址的转换过程十分简单。每台计算机保存一个hosts文件，里面列出所有计算机名字和对应的IP地址，然后定期从一个维护此文件的站点更新里面的记录。当我们访问某个计算机名字时，先在hosts文件找到对应的IP，然后就可以建立连接。
早期的ARPANET就是这样做的，但是随着网络规模的扩大，这种方法渐渐吃不消了。主要有以下三个原因：
- hosts文件变得非常大；
- 主机名字会冲突；
- 集中的维护站点会不堪重负（需要给几百万机器提供hosts文件，想想就可怕）。
域名系统
为了解决上面的问题，1983年Paul Mockapetris提出了域名系统（DNS, Domain Name System)，这是一种层次的、基于域的命名方案，并且用一个分布式数据库系统加以实现。当我们需要访问一个域名（其实就是前面说的计算机的名字）时，应用程序会向DNS服务器发起一个DNS请求，DNS服务器返回该域名对应的IP地址。通过下面三种手段解决了上面的问题：
- 用户计算机上并没有存储所有的名字到IP的映射，这样避免了hosts文件过于庞大（现在各操作系统中hosts文件默认都是空的）。
- 规定了域名的命名规则，保证主机名字不会重复。
- DNS服务器不再是单一的一台机器，而是一个层次的、合理组织的服务器集群。
这样访问一个域名的过程可以简化为下图：
DNS 协议
那么如何具体实现这个所谓的域名系统呢，要知道管理一个超大型并且不断变化的域名到IP的映射集合可不是一个简单的事，况且还要去应付成千上万的DNS查询请求。人们最终想出了一套不错的协议，规定如何来实现这个系统，下面我们一起来看看吧。
域名空间
首先我们需要制定一套命名规则，防止域名出现重复。DNS关于域名的规则和我们生活中的快递系统类似，使用层次的地址结构。快递系统中要给某人邮寄物品，地址可能是这样：中国、广东省、广州市、番禺区、中山西路12号 XXX。而一个域名看起来则是这样的groups.google.com（为什么不是com.google.groups？我猜可能和老外写地址的习惯有关）。
对于Internet来说，域名层次结构的顶级（相当于国际快递地址中的国家部分）由ICANN（互联网名称与数字地址分配机构）负责管理。目前，已经有超过250个顶级域名，每个顶级域名可以进一步划为一些子域（二级域名），这些子域可被再次划分（三级域名），依此类推。所有这些域名可以组织成一棵树，如下图所示（图片来自Computer Networks: 7-1 ）：
