计算机网络(七):DNS协议和原理,DNS为什么用UDP,网页解析的全过程

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一、什么是DNS

DNS是域名系统的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，用于TCP/IP网络。

二、DNS的作用

DNS建立一个域名和IP地址相互映射的分布式数据库，能够使人更加方便地访问互联网。

三、DNS作用

DNS采用了一种树状的层次结构：

从上到下依次为根域名服务器，顶级域名服务器和权威域名服务器。
根域名服务器在全世界一共有13个，大部分位于北美洲。

DNS的工作原理如下：
假设主机A（abc.xyz.com)想知道主机B(def.mn.edu)的IP地址，如下图所示，主机A会首先向他的本地DNS服务器发送一个DNS查询报文。该报文包括被转换的主机名def.mn.edu,随后本地服务器先将该报文转发到根DNS服务器，根DNS服务器注意到查询的IP地址前缀为edu后向本地DNS服务器返回负责edu的顶级域名服务器的IP地址列表。该本地DNS服务器则再次向这些顶级域名服务器（下图指权威DNS服务器) 发送查询报文。该顶级域名服务器注意到 mn.edu 的前缀，并用权威域名服务器的 IP 地址进行响应。通常情况下，顶级域名服务器并不总是知道每台主机的权威 DNS 服务器的 IP 地址，而只知道中间的某个服务器，该中间 DNS 服务器依次能找到用于相应主机的 IP 地址，在经过若干个中间DNS服务器后，最终找到了负责主机B的IP地址的权威服务器的IP地址。 之后，本地IP服务器直接向该服务器发送查询报文从而获得主机B的IP地址。

事实上，域名解析查询有两种方式： 1. 递归查询。 2. 迭代查询

四、DNS为什么用UDP

其实DNS是同时使用了TCP和UDP。
在进行区域传送的时候，DNS会使用TCP，因为数据同步传送的数据量比一个请求和应答的数据量要多，而TCP允许的报文长度更长，因此为了保证数据的正确性，会使用基于可靠连接的TCP。

当客户端向DNS服务器查询域名的时候，一般返回的内容不会超过UDP报文的最大长度，即512字节。用UDP进行传输的时候速度更快，因此这个时候会使用UDP协议。

五、如果打开一个网站很慢，要如何排查

1. 查看本地网速是否正常。
2. ping命令查看网站服务器是否正常
3. 网页的布局和内容设置是否合理：比如如果是table布局的网站是否嵌套次数太多，网页中是否存在很多尺寸大的图片或者flash。
4. 如果使用了CDN，CDN节点网络质量差也会导致网速差。
5. CDN的解析IP跨网。
6. CDN的服务器负载高
7. DNS的解析耗时。

六、网页解析的全过程

1. DNS解析： 当用户输入一个网址并按下回车键的时候，浏览器获得一个域名，在实际通信过程中，由于我们需要一个IP地址，因此我们需要把域名转换为一个IP地址。
2. TCP连接： 浏览器通过DNS获取到服务器真正的IP地址后，需要通过三次握手建立TCP连接。
3. 发送HTTP请求： 建立好TCP连接之后，浏览器向web服务器发送一个http请求，这个时候可能会涉及到负载均衡等技术。
4. 处理请求并返回： 当服务器获取到客户端的http请求后，会根据http请求的内容来决定如何获取相应的文件，并将文件发送给浏览器。
5. 浏览器渲染： 当浏览器接收到服务器发送的响应之后，浏览器根据响应来渲染页面。首先解析 HTML 文件构建 DOM 树，然后解析 CSS 文件构建渲染树，等到渲染树构建完成后，浏览器开始布局渲染树并将其绘制到屏幕上。
6. 断开连接： 客户端和服务器四次挥手终止连接。

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