Linux 域名解析流程 (2025)
什么是 DNS 解析？
DNS 解析（DNS Resolution）是一种将域名（例如 example.com）转换为对应的 IP 地址（例如 192.0.2.1）的过程。这是一个核心的互联网服务，允许用户使用易记的域名来访问网站，而不是直接使用复杂的数字 IP 地址。
在 Linux 中， DNS 解析过程由解析库（Resolver Library）、配置文件和 DNS 服务器共同完成。Resolver 是程序用来查询域名的工具，配置文件告诉它去哪里查找答案，而 DNS 服务器则提供最终的 IP 地址。
在下文中我们将使用 Resolver 来表示术语解析库。
Resolver
Resolver 知道如何进行 DNS 查询，但它本身不存储 DNS 结果，而是根据配置文件决定如何查找域名对应的 IP 地址。
Resolver 是 Linux DNS 解析的核心，它是 C 标准库（如 glibc）的一部分，并包含一些关键函数，比如 gethostbyname 和 getaddrinfo。
Resolver 具有较弱的缓存能力，主要缓存 DNS 服务器地址（来自 /etc/resolv.conf）和短暂的 DNS 查询结果（如 A 记录、AAAA 记录）。其缓存内容包括域名到 IP 地址的映射，但通常不包含复杂的记录类型（如 SRV、TXT）或长期存储的数据。
这种缓存是临时的，基于短时间的TTL（生存时间），并且缺乏高级管理功能。
当我询问 AI 时，它提到 Resolver 具有较弱的缓存能力。我在 Arch Linux Wiki 的 Domain name resolution（域名解析） 文章中看到Note: The glibc resolver does not cache queries.（注意：glibc 解析器不会缓存查询。）
Resolver（glibc 解析器）不会缓存查询。
当你运行 ping example.com 或 curl example.com 时，应用程序（如 ping 或 curl）会调用相关函数来请求域名的 IP 地址，例如源代码中可能类似于 ip = getaddrinfo(“example.com”)，此时 Resolver 就会知道应用程序要求查询 example.com 的 IP 地址。
配置文件
在 Linux 系统上，DNS 解析主要由三个配置文件控制：/etc/nsswitch.conf（定义名称服务顺序）、/etc/hosts（处理本地主机映射）和 /etc/resolv.conf（指定 DNS 服务器）。
/etc/nsswitch.conf 文件（全称 Name Service Switch，也称为名称服务切换）用于指定 Resolver 进行查询 DNS 的顺序。它的关键部分是 hosts 行，通常是这样的：
hosts: files dns
hosts 定义了 Resolver 进行 DNS 查询的顺序，从左到右依次进行查询。这意味着，先查询本地文件 /etc/hosts 中的 DNS 记录；如果未找到，则通过 DNS 服务器进行查询。
- files：查询本地文件 /etc/hosts。
- dns：查询 DNS 服务器。
Resolver 首先查询本地文件 /etc/hosts 中的 DNS 记录，它是一个简单的文本文件，用于手动配置域名和 IP 地址的映射。例如：
192.168.100.100 web1.example.com
192.168.200.200 web2.example.com
如果 /etc/hots 中没有相应的域名， Resolver 会读取 /etc/resolv.conf 文件，它用于存放 DNS 服务器地址，Resolver 会向这些 DNS 服务器发送请求。
nameserver 127.0.0.53
options edns0 trust-ad
search .
/etc/resolv.conf 是一个简单的文本配置文件。它由一行一行指令组成，每行以一个指令关键字开头，后跟一个或多个参数。文件不区分大小写，且每行指令之间可以用空格或制表符分隔。注释行以 # 开头。
# 这是一个注释行
nameserver 223.5.5.5
nameserver 223.6.6.6
search example.com subdomain.example.com
domain localdomain
options timeout:5 attempts:2 ndots:1
- nameserver：指定 DNS 服务器的 IP 地址。只能有三个 nameserver 条目。
- search：指定域名搜索列表，实际作用略。
- domain：指定本地域名，实际作用略。
- options：指定 DNS 解析选项，用于自定义行为。
- timeout：超时时间
- attempts：重试次数
- ndots：域名中点号的最小数量
Resolver 会优先使用 /etc/resolv.conf 中第一个 nameserver 指定的 DNS 服务器来发送 DNS 请求。如果该服务器响应失败（如超时、服务器不可达或返回错误），它会先在同一个服务器上重试几次（由 options attempts:n 指定，默认通常是 2 次）。只有重试失败后，才会切换到下一个服务器。
Resolver 会向 namespace 指定的服务器发送 DNS 请求，并在服务器响应 DNS 查询结果后，将结果提供给应用程序。
systemd-resolved
在许多现代 Linux 发行版中，例如 Ubuntu，/etc/resolv.conf 通常指向 127.0.0.53，这是一个本地地址。127.0.0.53 的 53 端口由 systemd-resolved 监听，而 systemd-resolved 则是一个后台运行的系统服务（守护进程），专门负责处理 DNS 查询。
其目的是让 Resolver 将 DNS 请求 发送给 systemd-resolved，从而让 systemd-resolved 接管处理。
systemd-resolved 首先检查自己的 DNS 缓存记录，以查看是否已知 example.com 的 IP 地址。如果缓存中有记录，它会立即返回结果。如果没有，它会根据配置文件 /etc/systemd/resolved.conf，向 外部 DNS 服务器 发送查询。
外部 DNS 服务器响应 DNS 查询结果后，systemd-resolved 会将这条 DNS 记录添加到自己的 DNS 缓存记录中，并将这个 DNS 记录传递给 Resolver，然后 Resolver 将结果提供给应用程序。
为什么使用 systemd-resolved？
- 缓存：缓存更全面，包括多种DNS记录类型（A、AAAA、CNAME、MX、SRV等）。
- DNSSEC：支持验证 DNS 数据的安全性。
本文章不介绍 systemd-resolved 是如何维护 DNS 服务列表的。