使用 dig 查詢 dns 遞歸查詢過程

DNS 查詢過程中如果沒有命中緩存，查詢實際上是一個遞歸過程。

DNS 解析工具 dig 提供了 trace 功能，可以展示遞歸查詢的整個過程。以查詢 www.baidu.com 爲例，查詢結果如下：

root@ubuntu:~# dig +trace +nodnssec www.baidu.com
;; communications error to 114.114.114.114#53: timed out

; <<>> DiG 9.18.30-0ubuntu0.20.04.2-Ubuntu <<>> +trace +nodnssec www.baidu.com
;; global options: +cmd
.                       2822    IN      NS      c.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      m.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      i.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      g.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      b.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      a.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      j.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      e.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      l.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      h.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      d.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      k.root-servers.net.
.                       2822    IN      NS      f.root-servers.net.
;; Received 515 bytes from 114.114.114.114#53(114.114.114.114) in 156 ms

com.                    172800  IN      NS      a.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      b.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      c.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      d.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      e.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      f.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      g.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      h.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      i.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      j.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      k.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      l.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      m.gtld-servers.net.
;; Received 838 bytes from 170.247.170.2#53(b.root-servers.net) in 368 ms

;; UDP setup with 2001:502:8cc::30#53(2001:502:8cc::30) for www.baidu.com failed: network unreachable.
;; no servers could be reached
;; UDP setup with 2001:502:8cc::30#53(2001:502:8cc::30) for www.baidu.com failed: network unreachable.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns2.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns3.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns4.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns1.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns7.baidu.com.
;; Received 356 bytes from 192.54.112.30#53(h.gtld-servers.net) in 340 ms

www.baidu.com.          1200    IN      CNAME   www.a.shifen.com.
;; Received 100 bytes from 180.76.76.92#53(ns7.baidu.com) in 132 ms

dig trace 的輸出，主要包括四部分：

  1.  從 114.114.114.114 查到的一些根域名服務器（.）的 NS 記錄。

  2.  從 NS 記錄結果中選一個根域名服務器b.root-servers.net，ip 爲170.247.170.2，並查詢頂級域名 com. 的 NS 記錄。

  3.  從 com. 的 NS 記錄中選擇一個定義域名服務器h.gtld-servers.net，ip 爲 192.54.112.30，並查詢二級域名baidu.com. 的 NS 服務器。

  4.  從 baidu.com. 的 NS 服務器ns7.baidu.com查詢最終主機 www.baidu.com. 的 CNAME 記錄。

整理成流程圖如下：

dns 遞歸查詢過程

如果查詢返回的是A記錄，DNS 查詢流程就結束了。如果是返回的CNAME記錄，需要再次做 DNS 查詢，進一步得到目標主機的IP地址：

root@ubuntu:~# dig +trace +nodnssec www.a.shifen.com

; <<>> DiG 9.18.30-0ubuntu0.20.04.2-Ubuntu <<>> +trace +nodnssec www.a.shifen.com
;; global options: +cmd
.                       234     IN      NS      i.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      a.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      m.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      c.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      f.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      b.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      j.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      e.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      d.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      h.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      l.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      g.root-servers.net.
.                       234     IN      NS      k.root-servers.net.
;; Received 515 bytes from 114.114.114.114#53(114.114.114.114) in 20 ms

com.                    172800  IN      NS      a.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      b.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      c.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      d.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      e.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      f.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      g.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      h.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      i.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      j.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      k.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      l.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      m.gtld-servers.net.
;; Received 841 bytes from 193.0.14.129#53(k.root-servers.net) in 4 ms

shifen.com.             172800  IN      NS      dns.baidu.com.
shifen.com.             172800  IN      NS      ns2.baidu.com.
shifen.com.             172800  IN      NS      ns3.baidu.com.
shifen.com.             172800  IN      NS      ns4.baidu.com.
;; Received 275 bytes from 192.5.6.30#53(a.gtld-servers.net) in 288 ms

;; UDP setup with 240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de#53(240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de) for www.a.shifen.com failed: network unreachable.
;; no servers could be reached
;; UDP setup with 240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de#53(240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de) for www.a.shifen.com failed: network unreachable.
;; no servers could be reached
;; UDP setup with 240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de#53(240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de) for www.a.shifen.com failed: network unreachable.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns2.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns5.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns1.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns3.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns4.a.shifen.com.
;; Received 331 bytes from 36.155.132.78#53(ns3.baidu.com) in 40 ms

www.a.shifen.com.       120     IN      A       110.242.69.21
www.a.shifen.com.       120     IN      A       110.242.70.57
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns1.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns2.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns3.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns4.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns5.a.shifen.com.
;; Received 363 bytes from 110.242.68.42#53(ns1.a.shifen.com) in 16 ms

關於 CNAME 的說明

CNAME（Canonical Name）是域名的別名記錄，用於將一個域名指向另一個規範域名（主域名）。當查詢到 CNAME 記錄時，客戶端需進一步向該規範域名發起 DNS 查詢，以獲取最終的 IP 地址（A 記錄或 AAAA 記錄）。

大型站點，例如百度爲了實現負載均衡、CDN 加速或靈活管理域名，會將 www.baidu.com 配置爲 CNAME 記錄，指向後端的多箇中間域名（如 www.a.shifen.com、www.b.shifen.com 等）。

使用CNAME有如下優勢：

  1. 修改 CNAME 指向的目標域名時，無需變更原域名的解析記錄，適合頻繁調整後端服務的場景（如切換 CDN 節點）。

  2. 這些中間域名最終會解析到不同的 IP 地址（A 記錄），從而實現流量分發和高可用性。

  3. 直接使用 A 記錄時，若 IP 變更需等待全球 DNS 緩存過期，可能導致訪問中斷。而 CNAME 記錄的 TTL（生存時間）通常較短，可更快刷新解析結果。

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