DNS 域名解析与网络请求路由

从输入域名到请求到达服务器的完整过程

问题

在深圳的浏览器输入 www.baidu.com，请求是如何发送到北京服务器的？

解答

整个过程分为两个阶段：DNS 解析（域名转 IP）和 网络路由（数据包传输）。

1. DNS 解析

浏览器需要先把域名转换成 IP 地址：

www.baidu.com → 180.101.50.242

解析顺序：

1. 浏览器缓存 → 有则直接用
2. 操作系统缓存 → hosts 文件 + 系统 DNS 缓存
3. 本地 DNS 服务器 → 通常是运营商提供（如深圳电信 DNS）
4. 递归查询：
   根域名服务器 → .com 顶级域服务器 → baidu.com 权威服务器

// 可以用 Node.js 查看 DNS 解析结果
const dns = require('dns');

dns.resolve4('www.baidu.com', (err, addresses) => {
  console.log(addresses); // ['180.101.50.242', '180.101.50.188']
});

2. 建立 TCP 连接

拿到 IP 后，浏览器与服务器进行三次握手：

深圳客户端                    北京服务器
    |  ---- SYN ---->            |
    |  <--- SYN+ACK ---          |
    |  ---- ACK ---->            |
    |      连接建立               |

3. 网络路由

数据包从深圳到北京，经过多个路由器转发：

深圳客户端
    ↓
家庭路由器（192.168.1.1）
    ↓
小区网关
    ↓
深圳电信骨干网
    ↓
省际骨干网（广州 → 武汉 → 北京）
    ↓
北京联通/电信机房
    ↓
百度服务器（180.101.50.242）

每个路由器根据路由表决定下一跳地址：

# 查看路由路径
traceroute www.baidu.com

# 输出示例：
# 1  192.168.1.1      1ms    # 家庭路由器
# 2  100.64.0.1       5ms    # 运营商网关
# 3  202.97.94.1      10ms   # 骨干网节点
# ...
# 12 180.101.50.242   25ms   # 目标服务器

4. CDN 加速（实际情况）

实际上，百度使用了 CDN，深圳用户的请求通常不会真的到北京：

DNS 智能解析：
  深圳用户 → 解析到深圳/广州的 CDN 节点
  北京用户 → 解析到北京的 CDN 节点

// 不同地区解析结果可能不同
// 深圳：180.101.50.242（华南节点）
// 北京：220.181.38.150（华北节点）

完整流程图

输入 URL
    ↓
DNS 解析（域名 → IP）
    ↓
建立 TCP 连接（三次握手）
    ↓
发送 HTTP 请求
    ↓
数据包经路由器逐跳转发
    ↓
服务器处理并返回响应
    ↓
浏览器渲染页面

关键点

DNS 解析：浏览器缓存 → 系统缓存 → 本地 DNS → 递归查询根/顶级/权威服务器
路由转发：数据包经过多个路由器，每个路由器查路由表决定下一跳
CDN 优化：大型网站使用 CDN，DNS 会返回离用户最近的服务器 IP
BGP 协议：骨干网路由器通过 BGP 协议交换路由信息，找到最优路径
延迟组成：总延迟 = DNS 解析 + TCP 握手 + 传输时间 + 服务器处理