DNS 缓存
DNS 缓存是一种通过在设定时间内存储先前检索的 DNS 查询结果来提高域名解析速度和效率的机制。当 DNS 记录被缓存后,对同一域名的后续请求可以立即解析,无需查询权威 DNS 服务器,从而实现更快的加载时间并减少网络流量。
How it works
当用户首次访问网站时,他们的计算机或 DNS 解析器必须从权威 DNS 服务器检索 IP 地址。一旦解析完成,结果将与其生存时间(TTL)值一起存储在缓存中。如果在 TTL 过期之前再次请求同一域名,解析器可以立即从缓存中提供答案,而无需查询其他服务器。
DNS 缓存发生在多个层级,形成了优化性能的分层结构:
**浏览器级缓存**:现代网页浏览器维护自己的 DNS 缓存,使其能够快速解析域名,而无需查询操作系统或外部 DNS 服务器。
**操作系统(OS)级缓存**:操作系统维护 DNS 缓存,如果浏览器缓存中没有所需的 DNS 记录,它将作为下一层解析。
**路由器级缓存**:网络路由器可以缓存 DNS 查询,使其能够为网络上所有连接的设备本地提供 DNS 查询服务。
**DNS 解析器缓存**:递归 DNS 解析器(通常由 ISP 或第三方提供商如 Google DNS 或 Cloudflare 运营)维护大型缓存,为其整个用户群提供服务,显著减少重复查询权威 DNS 服务器的需求。
每个缓存记录都包含一个生存时间(TTL)值,该值决定了 DNS 记录在过期并必须刷新之前应存储多长时间。TTL 以秒为单位。例如,如果 DNS 记录的 TTL 为 3600 秒(1 小时),任何缓存该记录的 DNS 解析器都只会在该持续时间内存储它。
Key Points
- DNS 缓存发生在多个层级:浏览器、操作系统、路由器和 DNS 解析器
- 每个缓存记录都有一个 TTL(生存时间)值,决定其有效期
- 短 TTL 值(30-300 秒)允许快速更改,但会增加服务器负载
- 长 TTL 值(数小时或数天)可减少服务器负载并提高稳定域名的性能
- 缓存记录在 TTL 过期时会自动丢弃并刷新
Common Use Cases
- 性能优化: 缓存大幅减少了频繁访问网站的 DNS 查找时间,将页面加载速度从几秒提升到几毫秒
- 网络负载减少: 通过从缓存中提供查询,DNS 解析器减少了权威名称服务器的负载并降低了整体网络流量
- 高流量网站: 具有稳定基础设施的热门网站受益于高 TTL 值(24 小时或更长),每天可减少数十亿次冗余 DNS 查询
- DNS 迁移管理: 管理员在计划的 DNS 更改(如服务器迁移)之前降低 TTL 值,以确保新记录快速传播
code DNS 缓存生命周期示例
| Type | Host / Name | Value / Points to | TTL |
|---|---|---|---|
| Query | 初始请求 | example.com | — |
| Cache | 解析器缓存 | 192.0.2.1 | 3600 |
| Query | 第二次请求(30 分钟后) | example.com | 1800 |
| Query | 第三次请求(65 分钟后) | example.com | — |
* 此示例展示了具有 1 小时 TTL 的 DNS 记录如何在不同层级被缓存和刷新。
Frequently Asked Questions
DNS 缓存和浏览器缓存有什么区别?expand_more
DNS 缓存专门存储域名的 IP 地址映射,而浏览器缓存存储网站内容,如图像、CSS 和 JavaScript 文件。DNS 缓存在网络层级运行,由 DNS 解析器和操作系统维护,而浏览器缓存是应用层级的,由您的网页浏览器管理。两者都能提高性能,但它们缓存的数据类型完全不同。
如何清除我的 DNS 缓存?expand_more
方法因操作系统而异。在 Windows 上,在命令提示符中运行
ipconfig /flushdns。在 macOS 上,在终端中使用 sudo dscacheutil -flushcache; sudo killall -HUP mDNSResponder。在 Linux 上,命令取决于您的 DNS 服务(例如 sudo systemd-resolve --flush-caches)。浏览器还维护单独的 DNS 缓存,可能需要清除浏览器数据。DNS 记录的理想 TTL 值是多少?expand_more
这取决于您的用例。对于很少更改的稳定生产域名,通常使用 24-48 小时(86400-172800 秒)的 TTL,这可以减少服务器负载。对于频繁更改或迁移的域名,使用 5-30 分钟(300-1800 秒)的较短 TTL。一般规则是,使用不会干扰您运营需求的最长 TTL。在计划的 DNS 更改之前,提前一两天暂时降低您的 TTL。
DNS 缓存会导致问题吗?expand_more
是的,当 DNS 记录更改时,DNS 缓存可能会导致问题。如果您更新了 DNS 记录,但客户端仍然缓存了旧值,他们将继续使用过时的信息,直到 TTL 过期。这就是为什么建议在进行更改之前降低 TTL 值。此外,一些 ISP 会忽略 TTL 值,缓存记录的时间比指定的时间更长,这可能会延迟传播。
DNS 缓存能提高安全性吗?expand_more
DNS 缓存本身主要是一个性能功能,而不是安全功能。然而,它可以通过减少某些基于 DNS 的攻击的暴露来间接提高安全性。当记录从缓存中提供时,网络路径上的 DNS 欺骗机会就会减少。话虽如此,如果缓存被投毒,缓存记录也可能传播不正确或恶意的 DNS 数据。为了安全起见,请结合缓存使用 DNSSEC。