使用两家服务商会增加配置难度,但可以提高 DNS 服务的稳定性。如最近的 DNSPod 宕机以及 2016 年的 Dyn 宕机所导致的众多网站无法访问,均是因为众多网站仅使用了一家 DNS 提供商。如果使用了多家 DNS 提供商,则网站仅会在所使用的所有服务商均发生宕机事故时才会无法访问,而这显然发生概率很小。
国外请求测试地址,其中的 via 字段就是 Cloudflare 与本站建立的连接的 IP 地址。通过 GeoIP 服务查询,发现是香港的 IP。Cloudflare 将自己的节点之间都建立了长连接,并在离源站最近的服务器上与源站也提前建立了连接。这样,就能大大降低首次连接所需要的时间。如果回源是 HTTPS 的,那么效果更明显。我的另一个测试地址是没有开启这个功能的,用来对比,它的回源与本站建立的 IP 就不是香港的。
域名相关:不管你是选择使用虚拟主机、VPS 或是独立服务器,通常你还需要自己买一个域名,配置 DNS 解析等等,推荐免费的 DNS 解析有 CloudFlare、Rage4,国内还有 CloudXNS,一些虚拟主机商以及域名注册商也提供免费的解析,但不如前面介绍的那几个(详细关于 DNS 的介绍请见此)。如果选择使用 CloudFlare,那么你还可以在 DNS 后台选择开启 Proxy(CDN),这样能为你的网站缓存并加速(但实际上对于国内来说有可能反而减速),并获得一些基础的 DDOS 防护,并隐藏你的源站 IP 地址。
整个 DNS 具有复杂的层次,这对刚开始购买域名的人有很大的疑惑。本文将详尽的介绍 DNS 的工作原理,有助于更深刻的理解。本文将介绍:
在客户端上是如何解析一个域名的
在 DNS 缓存服务器上是如何逐级解析一个域名的
同时还包含:
域名的分类
什么是 Glue 记录
为什么 CNAME 不能设置在主域名上
先从本地的 DNS 开始讲起。
本地 DNS
本地的 DNS 相对于全球 DNS 要简单的多。所以先从本地 DNS 开始讲起。 127.0.0.1 常被用作环回 IP,也就可以作为本机用来访问自身的 IP 地址。通常,这个 IP 地址都对应着一个域名,叫 localhost。这是一个一级域名(也是顶级域名),所以和 com 同级。系统是如何实现将 localhost 对应到 127.0.0.1 的呢?其实就是通过 DNS。在操作系统中,通常存在一个 hosts 文件,这个文件定义了一组域名到 IP 的映射。常见的 hosts 文件内容如下:
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127.0.0.1 localhost ::1 localhost
它就定义了 localhost 域名对应 127.0.0.1 这个 IP(第二行是 IPv6 地址)。这样,当你从浏览器里访问这个域名,或者是在终端中执行 Ping 的时候,会自动的查询这个 hosts 文件,就从文件中得到了这个 IP 地址。此外,hosts 文件还可以控制其他域名所对应的 IP 地址,并可以 override 其在全球 DNS 或本地网络 DNS 中的值。但是,hosts 文件只能控制本地的域名解析。hosts 文件出现的时候,还没有 DNS,但它可以说是 DNS 的前身。 如果需要在一个网络中,公用同一个 DNS,那么就需要使用 IP 数据包向某个服务器去获取 DNS 记录。 在一个网络里(此处主要指本地的网络,比如家庭里一个路由器下连接的所有设备和这个路由器组成的网络),会有很多主机。在与这些主机通信的时候,使用域名会更加的方便。通常,连接到同一个路由器的设备会被设置到路由器自己的一个 DNS 服务器上。这样,解析域名就不仅可以从 hosts 去获取,还可以从这个服务器上去获取。从另一个 IP 上去获取 DNS 记录通过 DNS 查询,DNS 查询通常基于 UDP 或者 TCP 这种 IP 数据包,来实现远程的查询。我的个人电脑的网络配置如下,这是在我的电脑连接了路由器之后自动就设置上的:
重点是在路由器和搜索域上。 我的电脑的主机名(也是电脑名)设置的是 ze3kr,这个内容在连接路由器时也被路由器知道了,于是路由器就给我的主机分配了一个域名 ze3kr.local,local 这个一级域名专门供本地使用。在这个网络内所有主机通过访问 ze3kr.local 这个域名时,路由器(10.0.1.1)就会告知这个域名对应的 IP 地址,于是这些主机够获得到我的电脑的 IP 地址。至于搜索域的作用,其实是可以省去输入完整的域名,比如:
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$ ping ze3kr PING ze3kr.local (10.0.1.201): 56 data bytes 64 bytes from 10.0.1.201: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.053 ms --- ze3kr.local ping statistics --- 1 packets transmitted, 1 packets received, 0.0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 0.053/0.053/0.053/0.000 ms
当设置了搜索域时,当你去解析 ze3kr 这个一级域名时,便会先尝试去解析 ze3kr.local,当发现 ze3kr.local 存在对应的解析时,便停止进一步解析,直接使用 ze3kr.local 的地址。 现在你已经了解了本地 DNS 的工作方式。DNS 的基本工作方式就是:获取域名对应 IP,然后与这个 IP 进行通信。 当在本地去获取一个完整域名(FQDN)时(执行 getaddrbyhost),通常也是通过路由器自己提供的 DNS 进行解析的。当路由器收到一个完整域名请求且没有缓存时,会继续向下一级缓存 DNS 服务器(例如运营商提供的,或者是组织提供的,如 8.8.8.8)查询,下一级缓存 DNS 服务器也没有缓存时,就会通过全球 DNS 进行查询。具体的查询方式,在 “全球 DNS” 中有所介绍。
总结
在本地,先读取本地缓存查找记录,再读取 Hosts 文件,然后在搜索域中查找域名,最后再向路由器请求 DNS 记录。
全球 DNS
在全球 DNS 中,一个完整域名通常包含多级,比如 example.com. 就是个二级域名, www.example.com. 就是个三级域名。通常我们常见到的域名都是完整的域名。
先从根域名开始,未命名根也可以作为 . 。你在接下来的部分所看到的很多域名都以 .结尾,以 .结尾的域名是特指的是根域名下的完整域名,然而不以 . 结尾的域名大都也是完整域名,实际使用时域名末尾的 .也常常省略。在本文中,我使用 dig 这一个常用的 DNS 软件来进行查询,我的电脑也已经连接到了互联网。 假设目前这个计算机能与互联网上的 IP 通信,但是完全没有 DNS 服务器。此时你需要知道根 DNS 服务器,以便自己获取某个域名的 IP 地址。根 DNS 服务器列表可以在这里下载到。文件内容如下:
其中,可以看到 TTL 与刚才文件中的内容不一样,此外还多了一个 SOA 记录,所以实际上是以这里的结果为准。这里还有一个 SOA 记录,SOA 记录是普遍存在的,具体请参考文档,在这里不做过多说明。
SOA 记录:指定有关 _DNS 区域_的权威性信息,包含主要名称服务器、域名管理员的电邮地址、域名的流水式编号、和几个有关刷新区域的定时器。(RFC 1035)
DNS 区域:对于根域名来说,DNS 区域就是空的,也就是说它负责这互联网下所有的域名。而对于我的网站,DNS 区域就是 guozeyu.com.,管理着 guozeyu.com. 本身及其子域名的记录。
此处的 ADDITIONAL SECTION 其实就包含了 Glue 记录。
一级域名
根域名自身的 DNS 服务器服务器除了被用于解析根自身之外,还用于解析所有在互联网上的一级域名。你会发现,几乎所有的 DNS 服务器,无论是否是根 DNS 服务器,都会解析其自身以及其下级域名。 从之前的解析结果中可以看出,根域名没有指定到任何 IP 地址,但是却给出了 NS 记录,于是我们就需要用这些 NS 记录来解析其下级的一级域名。下面,用所得到的根 NS 记录中的服务器其中之一来解析一个一级域名 com.。
可以看到,使用 host 命令获得 IP 地址的域名与使用 dig 获取的相同,均为 99.138.199.104.bc.googleusercontent.com. 。可以看出,这个 IP 是属于 Google 的。此外,需要注意的是 in-addr.arpa. 下的字域名正好与原 IPv4 地址排列相反。 这个记录通常可以由 IP 的所有者进行设置。然而,IP 的所有者可以将这项记录设置为任何域名,包括别人的域名。所以通过这种方法所判断其属于 Google 并不准确,所以,我们还需要对其验证:
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$ dig 99.138.199.104.bc.googleusercontent.com a +short 104.199.138.99
GCE 虽然是提供独立 IP 的,但是当你执行 ifconfig -a 时,你会看到默认分配的 IP 是一个内网的保留 IP(形如 10.123.0.1),这是为了方便 instance 里之间互相连接的 IP。当你配置一些需要外网的服务要 bind 到指定 IP 时,你只需要 bind 到这个 IP 即可,所分配给你的外网 IP 会自动将流量转发到这个 IP 上。而且,你的主机并不知道那个外网 IP 就是主机本身,所以所有发向主机对应的外网 IP 的流量都会经过一个路由器,然后再由路由器返回,并且会应用防火墙策略。所以,如果需要本地的通讯,建议尽量多使用环回地址(如 127.0.0.1,::1)或那个内网地址。
防火墙
不能关闭的防火墙对于初次接触的人来说可能有些不适,不过一旦习惯后便会爱上这个功能,这个基于在路由器上的防火墙功能要比在 iptables 里做限制更方便。强烈建议利用好防火墙功能,不要默认允许所有端口。比如你的网站流量全部经过 Cloudflare,那么就可以通过防火墙来只允许 Cloudflare 的 IP 与你的主机连接。
使用全站 CDN,可以免去在自己的服务器上配置缓存的问题,还可以为服务器增加 HTTPS、HTTP/2 等功能,同时还能过滤非法流量,防御 DDOS(前提是你的 IP 没有被暴露,或者你设置好了白名单)。 除此之外,使用 CDN 后还能更加明显的提高网站加载速度,让访客从中受益。
使用 CloudFlare
CloudFlare 是可以免费使用的,使用 CloudFlare 前需要更改 DNS 服务商,然后无需额外配置就能使用了。但是它只会缓存 CSS、JS 和多媒体文件,不会缓存 HTML 页面,也就是说用户每次访问时还是会返回到原始服务器,页面本身的速度不会有明显提高,在原始服务器上配置缓存也是必要的。
使用 KeyCDN 并配合插件
KeyCDN 是一个按流量使用付费的 CDN 提供商,使用我制作的插件 Full Site Cache for KeyCDN 可以简单的对其配置,这个插件会自动刷新缓存。 KeyCDN 相比 CloudFlare,可以缓存 HTML 页面,大大减少源服务器的压力,同时在刷新缓存时可以通过 Tag 方式刷新,避免不必要的刷新。 在网站访问量较大时,使用 KeyCDN 就能明显的提高速度,缓存命中率也会有很大的提高。