平时在手机浏览器输入taobao.com这类网址访问网站，等待几秒页面加载完成，这个过程背后DNS一直在工作。很多人会好奇，手机是怎么定位淘宝服务器地址的，答案就在域名系统这套机制里。
DNS全称Domain Name System，中文叫域名系统。它的功能其实很简单，把人类容易读懂的域名，转换成服务器能够识别的IP地址。
互联网里每一台对外服务的服务器都分配了IP地址，相当于建筑物的门牌号。IPv4地址样式类似142.250.72.196，IPv6地址更长，由一串十六进制字符构成。机器处理这类数字地址毫无压力，但人类很难记忆。想要普通人记住淘宝对应的IP106.11.84.5并不现实，可记住taobao.com就简单很多。所以需要一套翻译系统，完成域名和IP地址之间的转换。
DNS可以理解为一张分布在全球的通讯录。想联系别人不用硬背手机号，直接查阅通讯录即可。DNS的作用与之类似，提交域名，就能拿到对应的IP地址，设备拿到IP之后，就可以和目标服务器建立网络连接。
但DNS并不是存放在单台服务器上的一张总表格，而是部署在全球成千上万服务器上的分布式数据库。没有任何一台服务器掌握全部域名对应的IP，所有服务器分工协作，逐层迭代查询。
层级结构是这样的。最顶层是根域名服务器，全球一共13组。根服务器不会处理具体域名解析，只记录所有顶级域名，像.com、.cn、org对应的服务器位置。当你查询www.example.com的IP，根服务器会返回信息，告知.com服务器的位置，引导你去查询。接着.com顶级域名服务器，会给出example.com权威服务器地址，最后由权威服务器返回www.example.com对应的真实IP。
整套链式查询流程听起来繁琐，实际几十毫秒就能完成。手机终端和本地DNS服务器还会缓存查询结果，再次访问同一个域名，直接读取缓存数据，不需要重复走完完整查询链路。
DNS在互联网承担的职责，不只是域名翻译。邮件路由同样依赖DNS。发送邮件到someone@example.com时，邮件服务会查询example.com的MX记录，获取邮件接收服务器地址，缺少DNS解析，电子邮件就无法投递。
内容分发场景也离不开DNS。很多大型网站使用CDN，将静态资源缓存到离用户更近的节点。DNS能够依据用户地理位置，返回不同IP地址。在北京访问，分配北京节点；广州访问则调度广州节点，用户感知不到这个调度过程，但页面加载速度会明显提升。
域名所有权验证也依靠DNS实现。申请网站SSL证书时，证书机构会要求在DNS内添加特定TXT记录，校验记录存在，就确认域名归属。大量第三方平台绑定域名，都采用同样的验证方式。
安全层面DNS也承担相应角色。DNSSEC属于安全扩展协议，用来防范DNS解析结果被篡改。如果没有DNSSEC保护，攻击者能够伪造DNS响应，引导用户跳转至仿冒网站。DNSSEC整体普及率不算很高，但金融、政府这类高安全需求场景，应用越来越广泛。
DNS故障带来的影响十分直观，网站打不开、App无法连接服务器、邮件发送失败。有意思的是，直接输入IP地址访问网络大概率正常，这就说明基础网络链路没问题，故障出在DNS解析环节。不少大范围互联网故障，溯源之后根源都是DNS异常。
互联网不能缺少DNS的原因很明确。没有这套系统，人们需要记住所有目标网站的IP地址。不同网站对应不同IP，服务器更换机房、调整网络环境，IP地址还会变动，之前记下的IP就会失效。域名可以保持不变，IP发生变更时，DNS自动把访问请求导向新地址，用户完全不需要感知底层变化。
全球每天DNS查询请求达到万亿级别，并且数量还在持续上涨。DNS静默运行在后台，用户几乎察觉不到它的存在，但无时无刻不在处理海量查询。下次打开网页的时候，可以简单留意一下这套支撑整个互联网运行的底层系统，它不起眼，却不可或缺。