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[DNS] 2. 網路世界運作原理 & 本地 DNS cache

今天會延續 DNS 的部分，正式來解釋 DNS 如何運作，和如何優化


DNS 原理解釋​

Internet 與 IP address​

在解釋 DNS 前，讓我們先來簡單介紹一下網路世界怎麼溝通的

在網路的世界中，電腦是依靠數據 (digits) 來溝通的，而在網路世界，電腦透過 IP address 辨識 (identify) 對方和對方溝通

Computer communication with IP address
(圖片來源：PowerCert Animated Videos )


但在人類的世界中，我們是依靠語言來溝通的，我們透過名字來辨識對方和對方溝通

Computer communication with IP address
(圖片來源：PowerCert Animated Videos )


因此，若人要辨識電腦且與電腦溝通，為了方便性，我們希望電腦的 IP address 可以轉換成可識別的名字，也就是 domain name，而將 domain name 轉換成 IP address，就需要 DNS (Domain Name System) 幫我們做轉換



本地快取查找 (DNS local cache)​

在本地，包括我們下載的 chrome 瀏覽器，和我的作業系統，都會幫我們緩存 (cache) 曾經利用 DNS 查到對應 domain 的 ip address


檢查 Browser 的 DNS cache​

在瀏覽器中，輸入 chrome://net-internals#DNS ，就可以查找我們自己本地的瀏覽器，是否有 cache 該 domain 解析出的 ip address，例如，當我們查找 google.com

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231001/201489441ogwsQ29pj.png

就會顯示 

Resolved IP addresses of "google.com": ["142.250.207.14"].

對應 google.com 的 IP address 為 142.250.207.14


檢查 Operating System 的 DNS cache​

在本地作業系統中，也會緩存 DNS 的查找結果，我們可以在 terminal 輸入以下指令

nslookup <your domain>

例如

nslookup google.com

就會出現以下結果 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231001/2014894404ppcgbZ9f.png

其中最上層的部分，為本地 DNS server 的資訊：

  1. Server: 192.168.31.1: 這一行告訴你你的本地 DNS 伺服器的 IP 地址。當你的系統需要解析一個網域名稱（例如 google.com）時，它會首先聯絡這個本地 DNS 伺服器。

  2. Address: 192.168.31.1#53: 這一行再次顯示了你的本地 DNS 伺服器的 IP 地址，並附加了 #53，表示這個伺服器正在使用標準 DNS 端口 53 來接收查詢。端口 53 是 DNS 協議的標準端口。

這些信息告訴你，當你的系統需要解析網域名稱時，它會首先聯絡位於 192.168.31.1 的本地 DNS 伺服器，並通過端口 53 發送 DNS 查詢。這個本地 DNS 伺服器可能是你的路由器或你的網路提供商（ISP）提供的，它會有自己的緩存，並且可能會向其他 DNS 伺服器轉發查詢以獲得解析結果



下面的資訊，為查詢網域的 DNS lookup 結果：

  1. Non-authoritative answer: 這表示返回的答案不是來自網域名稱的授權 DNS 伺服器，而是來自某個緩存伺服器。這通常意味著你正在看到的是一個緩存的答案，它可能是在稍早前某個時間點由授權伺服器提供的

  2. Name: google.com: 這是你查詢的網域名稱

  3. Address: 142.250.207.14: 這是 google.com 網域名稱解析到的 IP 地址。當你在瀏覽器中輸入 google.com 時，你的電腦會使用這個 IP 地址來連接到 Google 的伺服器。


這個 nslookup 的結果基本上告訴你，當你試圖訪問 google.com 時，你的電腦將嘗試連接到 IP 地址 142.250.207.14。這個特定的 IP 地址可能會隨時間而變化，因為大型網站如 Google 會使用多個伺服器和 IP 地址來處理流量，並可能會基於負載均衡和其他因素而更改 DNS 解析



結論​

  1. 為了利用可讀的 domain name 找到對應的 ip address，我們需要 DNS
  2. 在 local 的 Browser 和 OS 中，都可能存有 DNS result 得快取，讓我們可以快速取得 domain name

參考資訊​