URL 第一次出门问路

只有名字，没有门牌号

本文承接上一篇：《像素工地返工记》。

“谁知道这个名字对应哪栋楼？”

URL 抱着一块写有 www.example.com 的域名牌，站在像素工地门口。

布局工人摇头。

绘制工人摇头。

合成员也摇头，顺手把大门关了一半。

“等等！” URL 抵住门，“总得告诉我该往哪儿走吧？”

“沿走廊直走，网络问路处。” HTML 解析器从门缝里递出一张号票，“到了先取号。”

“这里只有名字，没有地址，能取到网页吗？”

“不能。”

“那刚才为什么不早说？”

“刚才忙着看卷尺打结。”

门“砰”地关上了。

URL 低头检查行李：

方案：https
主机：www.example.com
端口：默认 443
路径：/news

该带的都带了。

唯独没有服务器的网络地址。

URL 叹了口气，抱着域名牌走向网络问路处。刚拐过弯，TCP 老司机从车库里探出头来。

“去哪儿？要发车了。”

“去 www.example.com。”

“地址。”

URL 举起域名牌。

TCP 老司机眯着眼看了三秒：“这是名字。”

“很有名的名字。”

“再有名也不能写进目的地址栏。” 老司机拍了拍车门，“网络传输要找到目标主机，得拿到可用的 IP 地址。先去问 DNS，问清楚再回来。”

“DNS 是谁？”

车库深处传来一声悠长的广播：

“请——先——查——本——地——记——录——”

URL 抬头：“谁在说话？”

“网络问路处的叫号机。” 老司机缩回车里，“嗓门大，脾气慢，去吧。”

第一站就在眼皮底下

网络问路处没有想象中热闹。

只有三扇窗口。

第一扇写着浏览器旧地址簿，第二扇堆满系统档案，第三扇坐着一位戴耳机的 DNS 递归解析器。

URL 直奔第三扇。

“您好，请问 www.example.com 住哪儿？”

递归解析器刚抬起头，前两扇窗口同时敲响玻璃。

“排队！”

浏览器地址簿管理员先翻开本子。

“这个名字最近来过吗？”

“第一次出门。”

“那就是没有。” 管理员啪地合上本子，“下一位。”

URL 不服：“连查都没查！”

“空白页要查多久？”

第二扇窗口里，系统管理员推来一摞档案：“近期查过的地址，操作系统和本地解析设施也可能留有一份。”

管理员又踢了踢桌角的铁皮柜：“还有这里。像 hosts 文件里的静态主机名映射，也可能直接写好名字该去哪里。”

“那快看看。”

系统管理员翻了一圈，也合上档案：“没有。”

“又没有？”

“没有就是没有，难道现场编一个？”

URL 指向三扇窗口：“所以每次出门都得挨个查？”

递归解析器摘下一边耳机：“先说好，有的浏览器自己记，有的更多交给系统，检查顺序也会因实现而不同。眼前这三扇窗口只是常见过程的简化摆法，别出去说所有设备都必须这样排队。”

URL 小声嘀咕：“还挺严谨。”

“不严谨就会把包裹送进别人家厨房。”

系统管理员拍拍档案：“反正本地要是已经有没过期的答案，今天就不用派人去外面跑腿。”

“今天什么都没有呢？”

三扇窗口同时转向递归解析器。

递归解析器慢慢戴正耳机。

“那就轮到我跑腿了。”

这位窗口真的会跑腿

URL 把域名牌塞进窗口：“拜托查到底，我赶着取网页。”

递归解析器接过牌子，盖下一枚章：

查询：www.example.com
需要：A / AAAA 记录

“这两个是什么？”

“A 记录给出 IPv4 地址，AAAA 记录给出 IPv6 地址。”

“为什么 AAAA 有四个 A？”

“命名历史问题。”

“不能叫 B 吗？”

“今天只负责查地址，不负责重命名互联网。”

递归解析器推开侧门，跨上一辆摩托车。

URL 也要往后座爬。

“下来。”

“不是一起问吗？”

“你把完整问题交给我，等最终答案就行。后面该问谁、问几次，由我处理。”

“要是他们不理你呢？”

“换可用的服务器、重试，或者最后告诉你解析失败。总之不是把半张地图塞给你，让你自己流浪。”

油门一响，递归解析器冲进了夜色。

URL 趴在窗口上喊：“一定要问到底啊！”

远处传来一句：“这就叫递归服务——”

“听不见！”

“坐回去等——”

根窗口只给下一站

递归解析器的第一站，是一座巨大的圆形问路台。

台子四周挂满域名，最中央只有一个小小的点：.。

根域名服务器值班员坐在里面，正在给一沓指路条盖章。

递归解析器递上问题：“www.example.com 的地址是什么？”

值班员扫了一眼：“不知道。”

“不知道？”

“嗯。”

“那我跑这么远干什么？”

“别急。” 值班员从抽屉里抽出一张条子，“com 这一片归这些顶级域名服务器管，去问它们。”

递归解析器接过条子：“所以没有最终地址。”

“根区负责告诉你顶级域名该往哪里问，不负责背下所有主机地址。”

“那您刚才直接说‘下一站’不行吗？”

“每天都有人先问我‘知不知道’。”

“您可以优化话术。”

“你可以优化路线。”

两位对视三秒。

递归解析器把投诉表又塞回口袋，骑车前往 com 问路处。

com 也不给最终答案

com 顶级域名服务器窗口排着长队。

example.com、shop.com、news.com 的问路员各举各的牌子，挤得像一筐域名后缀。

终于轮到递归解析器。

“请问 www.example.com 的地址——”

“不知道。”

窗口里的管理员回答得非常熟练。

递归解析器按住口袋里的投诉表：“又不知道？”

“但知道 example.com 的权威 DNS 服务器在哪里。” 管理员递出一张新的指路条，“找它。那边保管这个域名区域的正式记录。”

“根窗口让我找你，你又让我找别人。”

“这叫分工。”

“从摩托车上看，像踢皮球。”

“要不要最终答案？”

“要。”

“那就继续骑。”

递归解析器抓起纸条，再次冲进夜色。

根服务器先把查询引向 com 顶级域名服务器，com 再把查询引向 example.com 的权威 DNS。每一站管理自己那一段委派关系，不需要保存全世界所有域名的最终地址。

递归解析器原本觉得大家在互相推诿。

骑到第三站时，忽然觉得这套制度至少省柜子。

最后一位终于翻开账本

example.com 权威 DNS 的门不大，里面的档案柜倒是顶到了天花板。

递归解析器把域名牌放上柜台：“www.example.com，查地址。”

权威管理员戴上手套，从柜子里抽出一张记录。

“找到了。”

递归解析器差点鼓掌：“终于有人知道！”

“先别急。这张不是地址。”

纸上写着：

www.example.com.  CNAME  edge.example.net.

“又是下一站？” 递归解析器把头盔往桌上一放，“这次准备把我指到哪个大洲？”

“CNAME 表示这个名字是另一个规范名称的别名。” 权威管理员敲了敲记录，“要找 www.example.com，继续解析 edge.example.net。”

“为什么不直接写 IP？”

“别名可以让多个名字指向另一套名称安排。后面的目标地址改变时，使用别名的一方不必都改成同一批 IP。”

“听起来方便。”

“骑车的人未必这么想。”

递归解析器重新戴上头盔，抓着 edge.example.net 冲出门。

这次路线熟了。先找到负责 net 的顶级域名服务器，再顺着新指路条找到 example.net 的权威 DNS。

几张指路条往柜台上一拍，example.net 的权威管理员从档案柜里抽出两张记录：

edge.example.net.  A     192.0.2.10
edge.example.net.  AAAA  2001:db8::10

递归解析器盯着记录看了半天。

“这次真是地址？”

“真是。”

“后面没有‘请问下一位’？”

“没有。”

“能盖章吗？”

权威管理员盖下红章：最终地址记录。

递归解析器长舒一口气。

“提醒一句。” 管理员把记录递出窗口，“真实查询不一定都会遇到 CNAME。权威服务器也可能直接返回所问名称的 A 或 AAAA 记录。”

“也就是说，今晚绕路纯属这个名字自己安排的？”

“可以这么客观地说。”

地址旁边还有保质期

递归解析器正要走，权威管理员又从窗口里伸出一只手。

“回来。”

“还有下一站？”

“有 TTL。”

记录旁边还有一行数字：

TTL: 300

“地址还有五分钟试用期？”

“TTL 是记录允许被缓存的时间提示，单位是秒。缓存可以在这段时间内复用答案，不必每次都从头查询。”

“五分钟后服务器就搬家？”

“不一定。五分钟后只是缓存不能继续把旧副本当作有效答案，需要重新查询。新答案可能没变，也可能已经变了。”

递归解析器在记录背面写下到期时间。

“CNAME 和地址记录都一样保五分钟？”

“每条记录有各自的 TTL，缓存时分别计算。别拿一张标签贴整条链。”

“该回去了。”

问一次，记一阵

递归解析器回到网络问路处时，URL 已经趴在窗口前睡着了。

“醒醒，地址查到了。”

URL 猛地坐直：“谁给的？根服务器？”

“根服务器给 com 的方向，com 给权威服务器的方向，权威服务器给正式记录。中途碰到 CNAME，又继续把别名解析到地址。”

“所以大家真的只知道下一站？”

“多数时候返回的是委派线索，最后由负责相应 DNS 区域的权威服务器给出答案。整个过程由我替你跑完。”

递归解析器把 A 和 AAAA 记录推过窗口。

URL 把两张地址卡塞进口袋，转身就跑。

“回来！”

“又怎么了？”

“缓存。”

递归解析器复印了一份答案，放进自己的地址簿，并标好到期时间。系统和浏览器也可能在各自的层级保存可复用结果。

“下一个 URL 再来问同一个名字，只要答案还有效，就不必重演今晚的公路片。”

“那以后永远用这张？”

“TTL 到期后重新问。缓存的具体行为还可能受到实现策略影响，不能把 TTL 当成保证某条记录必定存满这么久的定时锁。”

URL 抱紧地址卡：“懂了。名字交给你，你替我一路问到地址，再按 TTL 留一阵答案。”

“差不多。” 递归解析器抬起印章，“只要别再说 TTL 决定服务器什么时候搬家。”

URL 护住脑袋：“这次真记住了。”

终于可以发车

TCP 老司机已经在车库门口等得喝完了两杯咖啡。

URL 远远举起地址卡：“查到了！”

“名字。”

“www.example.com。”

“地址。”

URL 把 192.0.2.10 和 2001:db8::10 拍到车门上。

“这才像话。” TCP 老司机翻了翻两张卡，“还一次给了两个。”

“选哪张？”

“连接调度会结合当前网络、地址是否可用和连接策略尝试合适的地址。” 老司机把卡片收好，“不是 DNS 在窗口随手圈一个，就让全世界排队走同一扇门。”

URL 又翻开行李：“那 /news 和 443 呢？DNS 怎么没盖章？”

“IP 告诉网络该找哪台主机，端口告诉我该去哪个服务入口。” 老司机点了点 443，“这个等连接时用。”

TCP 老司机接过后续连接任务，网络部门也开始准备把请求送往目标主机。URL 刚爬上车，又从口袋里摸出域名牌。

“既然已经有 IP，这块牌子是不是可以扔了？”

HTTP 抱着请求单从车库另一边跑来，一把按住域名牌：“不能扔！”

“地址不是已经查到了吗？”

“地址给网络部门找主机，名字还没退休。” HTTP 把域名牌夹进请求单，“安全连接和后续 HTTP 请求都还会用到主机名，/news 也得放进后面的请求里。”

“所以 DNS 只会查 IP？”

“DNS 能查不同类型的记录。” HTTP 拍了拍 TCP 刚收好的地址卡，“只是刚才这趟，主要任务是为主机名找到可连接的地址。”

URL 从请求单里抽回域名牌：“行，那就一起带着。”

车门刚要关，隔壁返程通道突然响起海关警报。

另一趟请求刚从不同的站点运回一箱数据，JavaScript 老大追在后面冲出通道：“服务器都把货送回来了，为什么不交给我？”

浏览器海关拦在通道中央，抖开一张来源登记表：

“这箱货来自另一个源。通关许可呢？”

URL 一只脚还踩在车门上：“原来问清地址还不够，别人的货回来还得过海关？”

TCP 老司机默默松开车门按钮。

第三杯咖啡，大概也要凉了。