URI和DNS

[dark9wesley]

URI/URL

严格来说，URI并不等于网址，在HTTP的世界里，URL才代表网址。但因为URL是在太普及了，所以常常把这两者简单视为相等。

URI的格式

URI本质上是一个字符串，作用是唯一的标记资源的位置和地址。

URI由四部分组成，分别是：

1. scheme ：协议名，表示资源应该用哪种协议来访问。在scheme之后，必定是三个特定字符“://”，用来分隔scheme和后面的部分。
2. host:port ：资源所在的主机名和端口号，主机名可以是IP或者域名的形式，必须要有，但端口号可以省略。
3. path ：资源所在位置的路径，URI的path必须以“/”开始，也就是包含“/”。
4. query ：查询参数。在path之后，用一个“?”开始，但不包含“?”，是多个key=value的字符串，这些KV值用字符“&”连接。

URI的编码

由于在URI里只能使用ASCII码，如果想要在URI里使用英语以外的语言，或者有某些特殊的URI在path，query里使用“@&?”等起界定符作用的字符，那么必定会导致URI解析出错，这时该怎么办呢？

所以URI引入了编码机制，对于ASCII码以外的字符集和特殊字符，会将它们转换为与URI语义不冲突的形式。

转义的规则很简单粗暴，直接把非ASCII码或特殊字符转换成十六进制字节值，然后前面再加上一个“%”。

encodeURI和encodeURIComponent的区别

encodeURI和encodeURIComponent都是对URI的编码，唯一区别就是编码的字符范围了。

• encodeURI一般用来编码整个URI，它假定URI中的任何保留字符都有特殊意义，所有不会编码它们。
• encodeURIComponent一般用来编码组成URI的个别部分，它假定任何保留字符都代表普通文本，所以必须编码它们。

DNS

IP协议的职责是“网际互联”，它位于MAC层之上，使用IP地址将MAC编号转换为了4组数字。

只要每个小网络在IP地址这个概念上达成一致，不管它在MAC层有多大差异，都能接入TCP/IP协议栈，最终汇入互联网中。

随着接入互联网的设备越来越多，IP地址对人不友好的问题也随之暴露，主要是难以记忆。

DNS域名系统就是为了解决这个问题而生，它是对IP地址的一层抽象，将数字形式的IP地址转换为更有意义，更好记忆的字符串。

域名的形式

域名是一个有层次的结构，是一串用“.”分隔的多个单词，最右边的被称为顶级域名，紧接着的就是二级域名。层级关系从右到左依次降低。

最左边的是主机名，一般会用来表示主机的用途，例如“www”就表示提供万维网服务，“mail”就表示提供邮件服务。

域名本质上是一个名字空间系统，使用多级域名能很好的划分出不同的国家、地区、公司、部门，每个域名都是独一无二的。

域名的解析

就像IP地址必须被转换为MAC地址才能访问主机一样，域名也必须转换为IP地址，这个过程就是域名解析。

DNS的核心系统是一个三层的树状、分布式服务，基本对应域名结构：

1. 根域名服务器：管理顶级域名服务器，返回顶级域名服务器的IP地址。
2. 顶级域名服务器：管理各自域名下的权威域名服务器。
3. 权威域名服务器：管理自己域名下主机的IP地址。

有了这个系统后，每个域名都能通过这个树形结构从顶向下进行查询，就像把域名从右向左顺序走了一遍，最终获得域名对应的IP地址。

例如，要访问“www.apple.com”这个网站，就要进行下面的三次查询：

1. 访问根域名服务器，它会告知“com”这个顶级域名的IP地址。
2. 访问“com”顶级域名服务器，它会告知“apple.com”权威域名服务器的地址。
3. 最后访问“apple.com”权威域名服务器，就得到了“www.apple.com”的地址。

域名的缓存

虽然核心的DNS系统遍布全球，服务能力很强也很稳定，但如果全部网民都往里挤，整个系统即使不会崩溃，也会很慢。

所以为了缓解DNS系统域名解析的压力，就不能让所有人往里挤。

目前有两种手段，基本都围绕着“缓存”这个概念。

1. 自建DNS服务器
   很多大公司、网络运行商都会建立自己的DNS服务器，作为用户DNS查询的代理商，代表用户访问核心DNS系统。

这些自建的DNS服务器会缓存之前的查询结果，如果已经有了记录，就无需再发起查询，直接返回对应的IP地址。

2. 操作系统的DNS缓存
   如果之前访问过一个网站，那么这个网站的DNS解析结果就会保存在操作系统的缓存中，无需再去DNS服务器去问。

另外操作系统还有一个特殊的“主机映射”文件，这是一个可编辑的文本。在 Linux里是“/etc/hosts”，在 Windows 里是“C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts”。

如果操作系统在缓存里找不到DNS记录，就会来找这个文件。

有了这几种缓存之后，核心DNS系统的压力就减轻了很多。

总结来说，一个DNS查询会经历这么几个过程：

1. 查找浏览器缓存中的DNS记录，找到则直接返回。
2. 查找操作系统中的DNS记录，找到则直接返回。
3. 查找操作系统中的host文件的DNS记录，找到则直接返回。
4. 查找DNS代理服务器中的DNS记录，找到则直接返回。
5. 访问核心DNS服务器，进行DNS解析，返回IP地址。