DNS
域名系统（Domain Name System）。由两部分组成：
- 分层的DNS服务器实现的分布式数据库，服务器通常是服务器通常运行BIND软件即Berkeley Internet Name Domain的Unix机器。
- 能够使主机查询分布式数据库的应用层协议(dns协议)
DNS协议运行在UDP之上，使用53号端口。
DNS作为网络核心协议，为什么在应用层实现，而不是在运输层或网络层实现？
- 由域名系统的组成可以看出，域名系统使用的是CS模式（客户端-服务器模式）。它运行在端系统上（即网络边缘的端系统上）
- 通讯的端系统之间需要CIA层的传输协议来传送DNS报文。
总的来说，域名系统是一个应用系统，只不过该应用不直接与用户打交道，而是作为基础应用，由其他应用层协议如HTTP、SMTP/FTP使用。DNS采用位于网络边缘的客户端和服务器（理解DNS的实现位于网络边缘及其重要），实现域名到IP地址的转换。
域名系统的核心功能
- 实现域名到IP地址的转换
- 实现主机别名（host aliasing）到规范名称（canonical hostname）的转换
- 负载分配 一个主机名可以配置多个冗余的服务器IP地址，DNS可以为多个IP进行负载分配。（说白了，一个域名可以有多个IP地址，多个IP地址对应多个服务器，DNS可以为多个服务器负载均衡）
域名系统的工作机理
假设某个应用（如浏览器）需要将主机名（域名）换成IP地址，应用需要调用DNS客户端，并给出需要转换的主机名。DNS客户端收到后，则会向本地DNS服务器发送DNS查询报文，收到查询DNS的回答报文后返回给调用者（浏览器）。
DNS服务器的层次结构：
DNS服务器分为多个层次（不仅仅是图中所示的三层，这三层之下可能有很多层），大致分为三种类型：
- 根域名服务器，全球13台（不是仅有是13台服务器，而是13个分布式集群，总的根服务器有几百台）
- 顶级域名服务器（TLD,Top level domain）,负责维护顶级域名，如：com/org/net/edu/gov及国家域名。顶级域名服务器知道如果想要查询某个顶级域名下的域名（如baidu.com），应该查询哪个权威域名服务器。
- 权威域名服务器，负责维护权威域名(组织或机构的域名)。如百度公司会有权威域名服务器，负责baidu.com下的域名到IP地址的转换。如api.baidu.com，百度公司提供的权威域名服务器应该能查到该域名对应的ip地址。
除了图中的三层，每个ISP（一个大学，一个系，一个公司）都有自己的本地域名服务器。比如百度公司下属有AI自动驾驶部门和搜索部门，其域名分别为：ai.baidu.com和so.baidu.com，搜索部门可能还有算法部门、广告部门，alg.so.baidu.com和ad.so.baidu.com那么搜索部门可以有自己的本地域名服务器，负责alg和ad的主机名的解析。
上面的这个例子利用了递归查询（recursive query）和迭代查询（iterative query）。从cis.poly.edu到dns.poly.edu是递归查询，后续2-7为迭代查询。
DNS缓存
为了减少网络中DNS报文的数量，DNS服务器会将查询到的DNS记录缓存起来，下次再有同类型查询时，直接使用缓存记录，而不需要再查询。
DNS记录
DNS服务器存储的信息为资源记录（Resource Record,简称RR）。RR通常为一个四元组：
（Name, Value, Type, TTL）
其中TTL为生存时间，决定了该记录应当从缓存中删除的时间。Name和Value的含义取决于Type.
- 如果Type为A,则Name是主机名，Value是该主机名对应的IP地址
- 如果Type=NS，则Name是一个域，Value是这个域的权威域名服务器的主机名。
- 如果Type=CNAME，则Name是一个别名，Value是该别名对应的规范主机名。
CDN原理