浅谈DNS缓存的作用和影响

Posted 2022-02-09 中科三方

之前我们粗略讲过DNS解析的过程，当用户访问某个域名后，会请求递归解析服务器，如果递归服务器有结果直接返回给客户；如果没有结果，递归解析服务器会代替客户端发起全球查询，直到获取到权威解析记录返回给客户。

但在实际的解析过程中，并不是客户端的每一次访问都需要委托递归服务器进行迭代查询，而是先搜索浏览器自身的DNS缓存，如果有，解析到此为止；如果DNS缓存中没有结果就会读取操作系统中的HOSTS文件查找对应的映射关系，如果有到此完成；如果没有，再请求递归服务器，进行全球递归查询。从中我们可以看出DNS缓存是获取域名解析记录的第一步骤。

DNS缓存有哪些作用？

DNS 域名系统给应用访问带来了额外的时延，另外由于 DNS 域名解析采用不可靠的 UDP 协议通讯，受内外部网络环境的影响较大，特别是在有丢包的情况下，导致的时延可能达到数秒。为缓解此问题，DNS 解析采用了缓存机制。

在客户第一次访问之后，递归服务器和客户端都会缓存到该域名的解析记录，并设置相应的缓存生存时间（TTL），在TTL有效期内，客户再次对同域名发起访问时，直接通过客户端本地和本地 DNS 服务器高速缓存解析，不再需要经过迭代查询过程。DNS 缓存可极大提升 DNS 域名解析的效率，一定程度上减少了客户端到用户之间环境对 DNS 域名解析的影响。

DNS缓存的缺点在于它需要消耗一定的系统资源，增加了域名系统的复杂性。尤其是TTL值的设置对于平衡DNS解析准确性和稳定性产生了较大影响。如果TTL值过短，则会导致频发发起解析请求，对解析服务器造成较大压力；而如果TTL过长，则可能导致域名变更时客户访问恢复时间过长。

DNS缓存使用中的问题

DNS缓存省去了冗长的全球递归查询阶段，极大提升了解析和访问速度，可以让用户获得更快更好的访问体验。但如果DNS缓存设置使用不当，也会给用哪个户访问体验带来负面影响，甚至影响到用户的正常业务访问。

（1）缓存刷新不受控

当企业的域名发生变更时，并没有办法刷新全球各地的递归服务器缓存以及客户端上的DNS缓存，因此在每个缓存TTL值超时之前，客户发起请求仍然会按照缓存记录的原有映射关系发起请求，这就可能会出现站点不可达或者访问到错误的网站。只有等递归服务器和客户端上的DNS缓存失效后，才能重新发起请求，得到最新的映射关系。

（2）解析权和缓存值被修改

一些小运营商出于规模、节约成本的考虑，将域名转发到其他运营商进行解析，并把收到的域名缓存值更改为较长的值，这会带来两个方面的问题：

一是，权威 DNS 接收到的请求 IP 地址不是客户所在运营商 IP 地址，客户的请求可能会被引导至错误的线路，导致客户访问慢；

二是，企业域名发生改变后将等待更长的超时时间才能正常访问业务，同样会给客户带来较差的体验。