DNS 根服务器

什么是 DNS 根服务器？

域名系统 (DNS) 的管理通过使用不同的受管理分区或“区域”的层次结构构造，其根区域位于该层次结构的最顶部。根服务器是在根区域中运行的 DNS 域名服务器。这些服务器可以直接回答针对根区域内存储或缓存的记录的查询，还可以将其他请求引向相应的顶级域 (TLD) 服务器。TLD 服务器是 DNS 层次结构中比根服务器低一级的 DNS 服务器组，它们是解析 DNS 查询的必要部分。

在未缓存的 DNS 查询期间，每当用户在浏览器中输入网址，该操作都会触发 DNS 查找，并且所有 DNS 查找都从根区域开始。查找到达根区域后，将沿 DNS 系统的层次结构向下移动，首先到达 TLD 服务器，然后到达特定域（可能还有子域）的服务器，直到最终到达权威性名称服务器，以查到正确的域名，其中包含要搜索的网站的数字 IP 地址。然后，该 IP 地址被返回给客户端。有趣的是，尽管需要许多步骤，但此过程仍可以非常快速地进行。

根服务器是 Internet 基础设施的重要组成部分；没有它们，Web 浏览器和许多其他 Internet 工具将无法工作。有 13 个不同的 IP 地址为 DNS 根区域提供服务，并且全球有数百个冗余根服务器来处理对根区域的请求。

为什么只有 13 个 DNS 根服务器地址？

一个普遍的误解是，世界上只有 13 台根服务器。实际上根服务器有许多，但只有 13 个 IP 地址用于查询不同的根服务器网络。DNS 原始架构的限制要求根区域中最多只能有 13 个服务器地址。在 Internet 面世之初，这 13 个 IP 地址的每一个都只有一台服务器，其中大多数位于美国。

如今，这 13 个 IP 地址中的每一个都有多个服务器，这些服务器使用 Anycast 路由基于负荷和距离分发请求。目前，地球上每座有人生活的大陆上都分布着 600 多台 DNS 根服务器。

谁在操作 DNS 根服务器？

互联网名称和数字地址分配机构 (ICANN) 为根区域中 13 个 IP 地址之一操作服务器，并将其他 12 个 IP 地址的操作委托给包括 NASA、马里兰大学和 Verisign（唯一运营两个根 IP 地址的组织）在内的多个组织。Cloudflare 帮助向名为 F-Root 的根服务器提供 DNS Anycast 服务；Cloudflare 根据与 ISC（F-Root 运营商）的合同提供其他 F-Root 实例。了解有关 Cloudflare 如何支持 F-Root 的更多信息。

解析器如何找到 DNS 根服务器？

由于 DNS 根区域位于 DNS 层次结构的顶部，因此递归解析器无法在 DNS 查找中被引导到这些位置。因此，每个 DNS 解析器都在其软件中内置了 13 个 IP 根服务器地址的列表。每次发起 DNS 查找时，递归器的第一个通信就是与这 13 个 IP 地址之一进行的。

如果 DNS 根服务器不可用怎么办？

由于使用了 Anycast 路由并具备高冗余性，根服务器非常可靠。但是在极少数情况下，根服务器将必须更新其 IP 地址。在这种情况下，递归解析器可以继续使用根区域中的其他 12 个 IP 地址执行 DNS 查找，直到它们的软件更新为所有 13 台服务器的正确地址为止。由于解析器会重试，直到它们到达工作的根服务器，所以当一个根服务器关闭时，不会中断互联网的正常运行。详细了解 Cloudflare DNS 如何使用 Anycast 路由来提高可靠性。