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為什么根域名服務器只能有 13 臺呢？

剛好有人發出知乎 https://www.zhihu.com/question/22587247 的這個鏈接，問哪個答案才是對的，我看了一下里面的答案，魚龍混雜，我試著回答一下。

其實對于一個小白，這個問題核心并不是13臺，而是，域名根服務器什么，查詢的過程是怎么樣呢?

不算太久以前的基礎知識

DNS 是一種分層結構，在整個互聯網中組成一個樹狀系統，頂層是系統的根域名，下層為 TLD 以及二級域名，葉子就構成了所謂的 FQDN(Fully Qualified Domain Names)，根域名通常使用 "." 來表示，其實際上也是由域名組成，全世界目前有 13 組域名根節點，由少數幾個國家進行管理，而國內僅有幾臺根節點鏡像。

為什么根域名服務器只能有 13 臺呢？

如查詢 www.im.qq.com，簡略描述 DNS 的過程就是，先查詢 com 這個域名的 name server 有哪些，然后選一個繼續查詢 qq 這個子域名的 name servers 有哪些，再選一個繼續查詢 im 這個子域名的 name servers 有哪些，www 不是域名，查詢結束。這個查詢出來的結果就是 google.com 域名。所謂的 name server，其實就是dns服務器啦，用來解析域名的。

萬物起始之風——Root Servers

而上面的查詢過程有一個問題就是，程序該去哪里查詢 com，gov 這些頂級域名的服務器呢?

這個就是 Root servers(根服務器) 的作用，用來查詢以上的頂級域名的 name server。

思考

而怎么樣獲取 Root servers 的地址呢，注意這里沒有動態域名(DNS)可用，獲取的地址其實就是要獲取 IP，假如我們來實現 DNS 服務器，這一步你會怎么做呢?

其實這種做法很顯然易見，寫程序直覺就是如此：

寫一份配置文件放程序里，記錄了全部 Root servers 的 IP 地址列表，定時從網上(這個就可以用域名了)更新這份配置文件;
又或者程序啟動的時候，直接從網上獲取這些信息，存下來，也是定時更新;

DNS 的做法也不外乎如是，而上面說到的這份"配置文件"，就在 https://www.internic.net/domain/named.root，里面就是所有`Root Servers`的信息：

; This file holds the information on root name servers needed to
; initialize cache of Internet domain name servers
; (e.g. reference this file in the "cache . <file>"
; configuration file of BIND domain name servers).
;
; This file is made available by InterNIC
; under anonymous FTP as
; file /domain/named.cache
; on server FTP.INTERNIC.NET
; -OR- RS.INTERNIC.NET
;
; last update: July 30, 2019
; related version of root zone: 2019073000
;
; FORMERLY NS.INTERNIC.NET
;
. 3600000 NS A.ROOT-SERVERS.NET.
A.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 A 198.41.0.4
A.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 AAAA 2001:503:ba3e::2:30
;
; FORMERLY NS1.ISI.EDU
;
. 3600000 NS B.ROOT-SERVERS.NET.
B.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 A 199.9.14.201
B.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 AAAA 2001:500:200::b
;
; FORMERLY C.PSI.NET
;
. 3600000 NS C.ROOT-SERVERS.NET.
C.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 A 192.33.4.12
C.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 AAAA 2001:500:2::c
;
; FORMERLY TERP.UMD.EDU
;
. 3600000 NS D.ROOT-SERVERS.NET.
D.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 A 199.7.91.13
D.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 AAAA 2001:500:2d::d
;
. 3600000 NS M.ROOT-SERVERS.NET.
M.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 A 202.12.27.33
M.ROOT-SERVERS.NET. 3600000 AAAA 2001:dc3::35
; End of file

中間的服務器太多，我就刪掉一部分了。

Priming Query!

按照我的風格，寫這樣一篇文章時，怎么能不帶權威的信息呢。

Initializing a DNS Resolver with Priming Queries[1] 就是 Internet Engineering Task Force (IETF) 寫的一份關于 priming query[2]的BCP(Best Current Practice )文檔。

This document describes the queries that a DNS resolver should emit to initialize its cache. The result is that the resolver gets both a current NS RRSet for the root zone and the necessary address information for reaching the root servers.

上面提到的列表信息，可能并不是最新的，所以 DNS解析器首次啟動時，并不去讀這份文件，而是直接去查詢有哪些服務器(來自下文提及的文章，我對這個說法存疑，因為文件的大小跟查詢到的東西差別應該不大，有待驗證)。

關于Priming Query的額外知識請看下面補充。

A priming query is a normal DNS query. Thus, a root name server cannot distinguish a priming query from any other query for the root NS RRset. Thus, the root server's response will also be a normal DNS response.

Resolver software SHOULD treat the response to the priming query as a normal DNS response, just as it would use any other data fed to its cache. Resolver software SHOULD NOT expect exactly 13 NS RRs because historically some root servers have returned fewer.