一文带你了解什么是浏览器缓存，DNS，CDN及域名解析类型

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浏览器的缓存机制

当我们使用Ctrl+F5组合键刷新一个页面时，在HTTP的请求头中会增加一些请求头，它告诉服务端我们要获取最新的数据而不是缓存。

Cache-Control

这个HTTP Head字段用于指定所有缓存机制在整个请求/响应链中必须服从的指令。

可选值	说明
Public	所有内容都将被缓存，在响应头中设置
Private	内容只缓存到私有缓存中，在响应头中设置
no-cache	所有内容都不会被缓存，在请求头和响应头中设置
no-store	所有内容都不会被缓存到缓存或Internet临时文件中，在响应头中设置
must-revalidation/proxy-revalidation	如果缓存的内容失败，请求必须发送到服务器/代理以进行重新验证，在请求头中设置
max-age=xxx	缓存的内容将在xxx秒后失效，这个选项只在HTTP 1.1中可用，和Last-Modified一起使用时优先级较高，在响应头中设置

Cache-Control请求字段被各个浏览器支持的较好，而且它的优先级也比较高，它和其他一些请求字段（如Expires）同时出现时，Cache-Control会覆盖掉其他字段。

Expires

Expires通常的使用格式是Expires: Sat, 25 Feb 2012 12:22:17 GMT，后面跟着一个日期和时间，超过这个时间后，缓存的内容将失效。

Last-Modidified/Etag

Last-Modified字段一般用于表示一个服务器上的资源的最后修改时间，资源可以是静态（静态内容自动加上Last-Modified字段），或者动态的内容（如Servlet提供了一个getLastModified方法，用于检查某个动态内容是否已经更新），通过这个最后修改时间可以判断当前请求的资源是否是最新的。

一般服务器端在响应头中返回一个Last-Modified子弹，告诉浏览器这个页面的最后修改时间，如Last-Modified: Sat, 25 Feb 2012 12:55:04 GMT，浏览器再次请求时，在请求头中增加一个If-Modified-Since: Sat, 25 Feb 2012 12:55:04 GMT字段，询问当前缓存的页面是否是最新的，如果是最新的就返回304状态码，告诉浏览器是最新的，服务器也不会传输新的数据。

与Last-Modified字段有类似功能的还有一个Etag字段，这个字段的作用是让服务器给每个页面分配一个唯一的编号，然后通过这个编号来区分当前这个页面是否最新的。

这种方式比使用Last-Modified更加灵活，但是在后端的Web服务器有多台时比较难处理，因为每个Web服务器都要记住网站的所有资源，否则浏览器返回这个编号就没有意义了。

DNS域名解析过程

当一个用户在浏览器中输入www.jb51.net时，DNS解析将会有将近10个步骤，这个过程大体描述如下。

浏览器

浏览器会检查缓存中有没有这个域名对应的解析过的IP地址，如果缓存中有，这个解析过程就将结束。

浏览器缓存域名也是有限制的，不仅浏览器缓存大小有限制，而且缓存的时间也有限制，通常情况下为几分钟到几小时不等，域名被缓存的时间限制可以通过TTL属性来设置。

操作系统

如果用户的浏览器缓存中没有，浏览器会查找操作系统缓存中是否有这个域名对应的DNS解析结果。

其实操作系统也会有一个域名解析的过程，在Windows中可以通过C:WindowsSystem32driversetchosts文件来设置，你可以将任何域名解析到任何能够访问的IP地址。

在Linux中这个配置文件是/etc/hosts，当解析到这个配置文件中的某个域名时，操作系统会在缓存中缓存这个解析结果，缓存的时间同样是受这个域名的失效时间和缓存的空间大小控制的。

本地区的域名服务器

如果在本机中仍然无法完成域名的解析，就会真正请求域名服务器来解析这个域名了。

在我们的网络配置中都会有“DNS服务器地址”这一项，操作系统会把这个域名设置为本地区的域名服务器（LNDS）。

这个DNS通常都提供给你本地互联网接入的一个DNS解析服务，例如，你是在学校接入互联网，那么你的DNS服务器肯定在你的学校，如果你是在一个小区接入互联网，那这个DNS就是提供给你接入互联网的应用提供商，即电信或者联通。

这个专门的域名解析服务器性能都会很好，它们一般都会缓存域名解析结果，当然缓存时间是受域名的失效时间控制的。

Root Server域名服务器

如果LDNS仍然没有命中，就直接到Root Server域名服务器请求解析。

返回主域名服务器地址

根域名服务器返回给本地域名服务器一个所查询的主域名服务器（gTLD Server）地址。gTLD是国际顶级域名服务器，如.com，.cn，.org等，全球只有13台左右。

向主域名服务器发送请求

本地域名服务器（Local DNS Server）再向上一步返回的gTLD服务器发送请求。

域名提供商的服务器

接受请求的gTLD服务器查找并返回此域名对应的Name Server域名服务器的地址，这个Name Server通常就是你注册的域名服务器。

例如，你在某个域名服务器提供商申请的域名，那么这个域名解析任务就由这个域名提供商的服务器来完成。

映射关系表

Name Server域名服务器会查询存储在域名和IP的映射关系表，在正常情况下会根据域名得到目标IP记录，连同一个TTL值返回给DNS Server域名服务器。

Local DNS Server缓存

返回该域名对应的IP和TTL值，Local DNS Server会缓存这个域名和IP的对应关系，缓存的时间由TTL值控制。

本地系统缓存

把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存在本地系统缓存中，域名解析过程结束。

注：在实际的DNS解析过程中，可能还不止这10个步骤，如Name Server也可能有很多级，或者有一个GTM来负载均衡控制，这都有可能会影响域名解析的过程。

几种域名解析方式

域名解析记录主要分为A记录，MX记录，CNAME记录，NS记录，和TXT记录。

A记录

A代表Address，用来指定域名对应的IP地址，A记录可以将多个域名解析到一个IP地址，但是不能将一个域名解析到多个IP地址。

MX记录

MX表示Mail Exchange，就是可以将某个域名下的邮件服务器指向自己的Mail Server，DNS会将邮件发送到MX记录的服务器，而正常通过Web请求的话，仍然解析到A记录的IP地址。

CNAME记录

CNAME全称为Canonial Name（别名解析）。所谓别名解析就是可以为一个域名设置一个或者多个别名。

NS记录

NS记录，为某个域名指定DNS解析服务器，也就是这个域名由指定的IP地址的DNS服务器去解析。

TXT记录

为某个主机名或域名设置说明。

CDN工作机制

CDN也就是内容分布网络（Content Delivery Network），它是构筑在现有Internet上的一种先进的流量分配网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，提高用户访问网站的响应速度。

目前CDN都以缓存网站中的静态数据为主，如CSS，JS，图片和静态页面等数据。用户在先从主站服务器请求到动态内容后，再从CDN上下载这些静态资源，从而加速网页数据内容的下载速度。

CDN架构

一个用户访问某个静态文件（如CSS文件），这个静态文件的域名假如是cdn.jb51.net，那么首先要向Local DNS服务器发起请求，一般经过迭代解析后回到这个域名的注册服务器去解析，一般每个公司都会有一个DNS解析服务器。

这时这个DNS解析服务器通常会把它重新CNAME解析到另一个另外一个域名，而这个域名最终会被指向CDN全局中的DNS负载均衡服务器，再由这个GTM来最终分配是哪个地方的访问用户，返回给离这个访问用户最近的CDN节点。

拿到DNS解析结果，用户就直接去这个CDN节点访问这个静态资源文件了，如果这个节点中所请求的文件不存在，就会再回到源站去获取这个文件，然后再返回给用户。

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