最全DNS、CDN原理

DNS解析流程

DNS是把域名解析成IP地址的过程，是非常重要的一个知识点，当输入URL时，第一步就是通过DNS将URL转换成IP，浏览器的过程如下：

1，首先，浏览器会从自身的DNS缓存中去查找（chrome://net-internals/#dns），如果没有则进行下一步

2，然后，浏览器会先从操作系统里的DNS缓存中找，windows系统中，命令行 ipconfig/displaydns 查看，linux上的NSCD缓存服务；；；如果没有则进行下一步

3，从计算机host文件里找，这个我们经常配置吧；；；如果没有则进行下一步

4，请求本地域名服务器（可以认为是你的网络接入服务器商提供，比如中国电信，中国移动，阿里云等域名供应商），如果该服务器有缓存，则直接返回，若没有，则下一步。。。一般80%到这里就可以了（比如你申请一个域名，去阿里云，那么你肯定会写上域名所指向的IP啊）。

5，若上一步都没命中，那么就需要向根域名服务器迭代请求了，见下面：

准备：

首先需要知道的是，根域名服务器和顶级域名服务器全世界大概有十几台，是最顶尖的了，大概知道就行。
其次，实际上我们的网址应该为 test.baidu.com . ，注意看后面有的点，只不过浏览器为了方便用户都给省略了。

比如解析test.baidu.com. ，是具体怎么解析成IP地址的呢？可以形容为，从右向左

. -> .com -> baidu.com. -> test.baidu.com

（1）请求根域名服务器，带着 test.baidu.com. ，根域名服务器发现是 .com 结尾，然后告诉你，我只知道 com顶级域名服务器的IP地址，你去问问它试试

（2）然后浏览器就向 com顶级域名服务器请求，带着 test.baidu.com. ，com顶级域名服务器只知道 baidu.com. 所在的服务器地址，并不知道 test. 是啥（因为test.这二级域名，只有百度自己知道啊，因为是百度自己设定的，就像crm.credit.cn，是不是只有公司才知道crm是个啥？）。。。所以 com顶级域名服务器会告诉你，我只知道baidu.com. 所在的IP地址，你去问问它把（百度公司的web服务器）

（3）然后就向 "百度公司域名服务器" 请求，带着 test.baidu.com. ，百度公司自己肯定知道 test 是个啥，所以百度公司，就把最后真正的IP地址，返回给浏览器，到此，迭代查询完成了

思考：为什么需要迭代查询呢？

如果没有分层，那全世界所有的域名都交由根服务器管理？那不是很乱吗？

所以对域名进行分层次的架构，方便管理

可以想象出了，crm.credit.com 是让公司运维做的指向吧

然后credit.com ，也就是默认www.credit.com，是公司在com域名服务器上面申请的域名吧

com域名服务器肯定是注册到了根域名服务器上了

前端DNS优化

1，减少DNS查询次数

DNS查询需要时间，但是因为DNS可以在浏览器和计算机中缓存一段时间，所以一般只是首次加载网页时会对域名进行解析。

所以尽量减少链子不同 domain 的请求的数量，比如将外部的资源提前下载到同域名的服务器上等。

2，DNS预解析

预解析的原理就是，当加载一个html时，会自动解析其中 a 标签所包含的 href 链接为IP地址，并缓存，如

// index.html <html> <a href="test.baidu.com"></a> </html> 复制代码

当加载index.html时，会预先解析test.baidu.com，之后如果真的点击访问了test.baidu.com，就不需要DNS解析了。

注意，在HTTPS页面中，不会自动预解析，所以需要手动添加

<link rel="dns-prefetch" href="//img.alicdn.com"> 复制代码

上面是添加单条的解析，也可以开启自动对所有链接的解析

<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on"> 复制代码

注意：并非所有页面都要手动解析，一般在整个站点的入口页做这个工作就行了，毕竟一个站点下用到的大多数域名都会在首页体现

DNS Prefetch 是对网页性能优化的一个通用方案，对国际化的站点来说可能效果更加明显。学习成本和理解成本低，可以放心大胆地用到自己的网页上

CDN原理

上面介绍的DNS，是在没有引入CDN的情况下的流程，如果使用了CDN，那么流程就会变了。

CNAME

首先需要了解，CNAME 是什么东西。

1，A记录

即Address记录，它并不是一个IP或者一个域名，我们可以把它理解为一种指向关系：

域名 www.xx.com → 111.111.111.111
主机名 DD → 222.222.222.222

可以理解为，最终的域名与IP的对应关系这条记录，就是A记录

2，CNAME

为什么要区分A记录和CNAME？我们可以把CNAME记录叫做别名记录，就是小名。

比如A记录为：

www.credit.com → 111.111.111.111

那么可能有多个CNAME记录

www.100fen.com → www.credit.com

www.baifen.com → www.credit.com

所以大概理解了吧，CNAME就是你主域名A记录的小名

CNAME指向A记录，A记录指向具体的IP地址。

一个网址可以有多个CNAME，可以理解为就是域名转发

CDN流程

CDN的全称是 Content Delivery Network ，即内容分发网络。其目的是通过在现有的Internet流程中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘” ，使用户可以就近取得所需的内容，解决 Internet 网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因，解决用户访问网站的响应速度慢的根本原因。

使用CDN好处？

提升网页加载速度
处理高流量负载
无需?本完成本地化覆盖
减少带宽消耗
在多台服务器间均衡负载
使你的网站免于ddos（拒绝服务）的攻击
……

CDN大体是如何工作的？

在之前的DNS解析步骤4中，是向本地域名服务器（可以认为是你的网络接入服务器商提供，比如中国电信，中国移动）中请求

那么引入了CDN后，在这一步中就发生了变化。

我们把本地域名服务器当做阿里云中的域名产品，把 www.credit.com 当做我们从阿里云申请的域名。

如果没有CDN，我们就可以直接配置 www.credit.com → 111.111.111.111，所以一般情况下，DNS步骤解析5的迭代查询，其实是不需要的。

如果我们想引入CDN的话，

在阿里云的控制台，我们可以对 www.credit.com 域名设置几个 CNAME 的配置，比如我们配置：

CNMAE记录： www.credit.com → cdn.credit.com
A记录：cdn.credit.com → 222.222.222.222

CDN 是怎么做到优化的

负载均衡

CDN负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务。

选择的依据包括：

根据用户IP地址，判断哪一台服务器距离用户最近；

根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；

查询各个服务器的负载情况，判断哪一台服务器的负载较小。

基于以上这些依据的综合分析之后，负载均衡设置会把缓存服务器的IP地址返回给用户。

缓存

缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户。

如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而负载均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉取到本地。

缓存还涉及到很多算法，比如，用空间换时间的这种高效的数据结构和算法，多级缓存以热度来区分，前端是SSD后面是机械硬盘等等。。。

CDN总结

在网站和用户之间引入CDN之后，用户不会有任何与原来不同的感觉。

使用CDN服务的网站，只需将其域名的解析权交给CDN的负载均衡设备，CDN负载均衡设备将为用户选择一台合适的缓存服务器，用户通过访问这台缓存服务器来获取自己所需的数据。

由于缓存服务器部署在网络运营商的机房，而这些运营商又是用户的网络服务提供商，因此用户可以以最短的路径，最快的速度对网站进行访问。因此，CDN可以加速用户访问速度，减少源站中心负载压力。

DNS和CDN整体流程的总结

比如我们请求 www.credit.com 域名

1，首先，浏览器会从自身的DNS缓存中去查找（chrome://net-internals/#dns），如果没有则进行下一步

2，然后，浏览器会先从操作系统里的DNS缓存中找，windows系统中，命令行 ipconfig/displaydns 查看，linux上的NSCD缓存服务；；；如果没有则进行下一步

3，从计算机host文件里找，这个我们经常配置吧；；；如果没有则进行下一步

4，请求本地域名服务器（可以认为是阿里云等域名供应商），

发现阿里云里面有进行过配置，CNMAE记录： www.credit.com → cdn.credit.com ，所以此时告诉浏览器转为请求 cdn.credit.com

此时，浏览器转为请求cdn.credit.com ，上面的1-3步还得再来一遍。。。

1-3步骤重复

4，请求本地域名服务器（可以认为是阿里云等域名供应商），

发现阿里云里面有进行过配置，A记录：cdn.credit.com → 222.222.222.222 ，然后就把 IP 222.222.222.222 返回给浏览器。

5，浏览器得到了IP地址，注意这个IP地址，实际上是CDN负载均衡服务器的地址。。。继续请求这个地址

6，请求进入到了CDN负载均衡服务器后，服务器会根据算法策略等，返回一个最合适的文件缓存服务器IP地址，至于怎么选择合适的，看下面的优化

7，浏览器访问文件缓存服务器IP地址，最后得到文件资源

作者：晴天633
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