DNS相关介绍及DNS Prefetch

DNS 解析

为什么要 DNS 解析
因为 http 是基于 tcp 连接的,而 tcp 则是通过 ip 地址去识别访问的。DNS 解析就是域名转化成 ip 地址的过程。

DNS 查询过程
域名通过 DNS 转化成 ip 地址的过程。

  1. 查看浏览器内部缓存
    检测域名是否存在于浏览器缓存中,如果有缓存直接使用,没有则下一步。打开 chrome://net-internals/#dns 即可查看本机浏览器的 dns 缓存。

  2. 系统缓存
    浏览器会调用一个类似 gethostbyname 的库函数,此函数会先去检测本地 hosts 文件,查看是否有对应 ip。

PS: 这里有一个点,localhost 默认 ip 是 172.0.0.1,这是一个回路段,也叫换回接口。也就是不会发往服务器,是直接在本地打开的。

  1. 路由器缓存、ISP 缓存
    如果浏览器和系统缓存都没有,系统的 gethostname 函数就会像 DNS 服务器发送请求。而网络服务一般都会先经过路由器以及网络服务商(电信),所以会先查询路由器缓存,然后再查询 ISP 的 DNS 缓存。

  2. 本地 DNS 服务器
    通常为自己计算机搭建的小型 DNS 服务器,自我使用,属于 DNS 优化的一部分。

  3. 域名服务器
    到此处的过程为:根域服务器(.) -> 顶级域名服务器(eg: .com,.org)->
    主域名服务器(eg: google.com)

如果域名正常,应该就会返回 IP 地址,如果没有浏览器就会提示找不到服务器地址。

DNS 优化
DNS 查询的过程经历了很多的步骤,如果每次都如此,是不是会耗费太多的时间,资源。所以我们应该尽早的返回真实的 IP 地址,减少查询过程,也就是 DNS 缓存。浏览器获取到 IP 地址后,一般都会加到浏览器的缓存中,本地的 DNS 缓存服务器,也可以去记录。另外,每天几亿网名的访问需求,一秒钟几千万的请求域名服务器如何满足?就是 DNS 负载均衡。
通常我们的网站应用各种云服务,或者各种服务商提供类似的服务,由他们去帮我们处理这些问题。DNS 系统根据每台机器的负载量,地理位置的限制
(长距离的传输效率)等等,去提供高效快速的 DNS 解析服务。

DNS Prefetch

为什么要DNS 预读取

DNS 预读取是一项使浏览器主动去执行域名解析的功能,其范围包括文档的所有链接,无论是图片的,CSS 的,还是 JavaScript 等其他用户能够点击的 URL。

因为预读取会在后台执行,所以 DNS 很可能在链接对应的东西出现之前就已经解析完毕。这能够减少用户点击链接时的延迟。

DNS 请求需要的带宽非常小,但是延迟却有点高,这点在手机网络上特别明显。预读取 DNS 能让延迟明显减少一些,例如用户点击链接时。在某些情况下,延迟能减少一秒钟。

在某些浏览器中这个预读取的行为将会与页面实际内容并行发生(而不是串行)。正因如此,某些高延迟的域名的解析过程才不会卡住资源的加载。

这样可以极大的加速(尤其是移动网络环境下)页面的加载。在某些图片较多的页面中,在发起图片加载请求之前预先把域名解析好将会有至少 5% 的图片加载速度提升。

DNS Prefetch的特性

  1. 不用对超链接做手动dns prefetching,因为chrome会自动做dns prefetching。
  2. 对静态资源域名做手动dns prefetching。
  3. 对js里会发起的跳转、请求做手动dns prefetching。
  4. 对重定向跳转的新域名做手动dns prefetching

Chromium直接启动了8个完全异步的线程来做这个预解析,每个线程都处理一个队列,等待域名响应,最终操作系统会响应一个DNS解析给线程,然后线程剔除队列,开始下一个。因为有8个同时,基本上最多一两个会阻塞,其他都很快执行完。所以从上也可以看出直接修改本机的hosts会影响浏览器的解析。也算一种简单的翻墙方式。以下命令可以查看队列状态

参考链接:
http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/06/dns.html
https://tech.youzan.com/dns-prefetching/
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Controlling_DNS_prefetching
https://www.jianshu.com/p/c3a14a853c79

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