深入理解 DNS：互联网的“电话簿”
当我们在浏览器中输入一个网址，比如 www.baidu.com，背后到底发生了什么？这其实离不开一个关键的网络基础设施 —— DNS（域名系统）。本篇博客将围绕以下四个关键问题，带你深入理解 DNS 的原理与实际运作：
- DNS 是什么？
- DNS 域名解析的流程？
- DNS 劫持和污染？
- DNS 用了什么传输协议？（TCP 还是 UDP）
一、DNS 是什么？
DNS（Domain Name System）即“域名系统”，是互联网中的分布式数据库系统，主要功能是将域名映射为 IP 地址，也就是我们常说的“域名解析”。
因为人类更容易记住域名，而计算机之间通信只能使用 IP 地址，所以 DNS 的存在大大提升了互联网的可用性。
举个例子：
当你访问 www.taobao.com，DNS 服务器会将它解析为一个 IP 地址，比如 140.205.220.96，然后你的计算机就可以和这个 IP 建立连接，实现网页访问。
二、DNS 域名解析的流程
域名解析其实是一个分层递归查询的过程，下面是完整流程的详解：
1. 浏览器缓存
浏览器会首先查找本地是否缓存过该域名对应的 IP，如果找到了，就直接使用，节省解析时间。
2. 操作系统缓存
若浏览器缓存中没有，系统会检查操作系统维护的 DNS 缓存（如 ipconfig /displaydns 可以查看 Windows 下的 DNS 缓存）。
3. 本地 DNS 服务器（递归解析器）
如果本地没有缓存，系统会将请求发送到 ISP（网络运营商）配置的本地 DNS 服务器，这个服务器会负责递归查询过程。
举个例子：你访问 www.baidu.com：
- 浏览器将请求发给本地 DNS；
- 本地 DNS 向根服务器、TLD 服务器、权威服务器等一步步查询；
- 拿到结果后返回给浏览器。
➡️ 客户端“只问一次”，本地 DNS“跑断腿”。
4. DNS 服务器之间迭代查询过程
本地 DNS 服务器依次向以下服务器查询：
- 根域名服务器（Root DNS）：返回顶级域服务器地址（如
.com的服务器）； - 顶级域名服务器（TLD DNS）：返回权威域服务器地址；
- 权威 DNS 服务器（Authoritative DNS）：返回最终 IP 地址。
最终本地 DNS 服务器将 IP 返回给客户端，同时缓存结果以加快下次查询。
例如，你要访问“www.apple.com”，就要进行下面的三次查询：
- 访问根域名服务器，它会告诉你“com”顶级域名服务器的地址；
- 访问“com”顶级域名服务器，它再告诉你“apple.com”域名服务器的地址；
- 最后访问“apple.com”域名服务器，就得到了“www.apple.com”的地址。
虽然核心的 DNS 系统遍布全球，服务能力很强也很稳定，但如果全世界的网民都往这个系统里挤，即使不挤瘫痪了，访问速度也会很慢。
所以在核心 DNS 系统之外，还有两种手段用来减轻域名解析的压力，并且能够更快地获取结果，基本思路就是“缓存”。
➡️ 每一层“只指路”，最终结果靠发起者拼出来。
三、DNS 劫持和污染
DNS 的开放性和明文传输方式，使其成为攻击者的目标。两种常见的攻击方式是：
1. DNS 劫持（DNS Hijacking）
攻击者通过篡改 DNS 查询路径，将原本访问的域名重定向到恶意网站或广告页面。
常见方式：
- 修改本地 hosts 文件
- 路由器被篡改
- 运营商劫持 DNS 响应
后果：
- 访问网站被篡改
- 中毒、丢失账户信息
2. DNS 污染（DNS Spoofing / DNS Cache Poisoning）
攻击者向 DNS 缓存中注入虚假解析记录，让你访问的是一个伪造的 IP 地址。
特点：
- 通常发生在 DNS 服务器之间的数据传输过程中；
- 伪造响应比真正的响应先到达 DNS 服务器，就会被错误缓存；
- 用户即使访问正确的域名，也会被导向错误的地址。
🔐 防御措施：
- 使用可信 DNS，如
8.8.8.8（Google）、1.1.1.1（Cloudflare）； - 开启 DNS 加密传输协议（DoH、DoT）；
- 检查路由器安全配置，避免被第三方劫持；
- 避免连接来路不明的 WiFi 网络。
四、DNS 用了什么传输协议？（TCP 还是 UDP）
DNS 查询本质上是客户端与服务器之间的通信。那么它是用哪种传输协议完成的呢？
✅ 默认使用 UDP 协议（端口号 53）
- DNS 查询对实时性要求高，UDP 是无连接协议，速度快；
- 普通 DNS 查询的数据包较小，UDP 能够胜任；
- 无需建立连接，效率高、资源占用低。
📦 什么时候使用 TCP？
- 当 DNS 响应的数据超过 512 字节（如带有大量记录的响应）；
- 使用 DNSSEC 或长记录时；
- 执行 区域传输（Zone Transfer） 操作；
- UDP 查询失败，自动回退为 TCP。
📊 协议对比表：
| 场景 | 协议 | 端口 |
| 普通查询（A记录、CNAME等） | UDP | 53 |
| 响应过大 / 安全验证 | TCP | 53 |
| 加密 DNS（DoH、DoT） | HTTPS/TLS | 443/853 |
✍️ 总结
DNS 是互联网背后最基础的“翻译官”，帮助我们用文字记住网站，用 IP 建立连接。掌握它的工作机制、安全隐患以及通信协议，不仅有助于理解网络底层原理，也能帮助我们提升网络安全意识。