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根域名服務器是域名解析系統(tǒng)（DNS）中最為頂級的域名服務器，它們負責管理頂級域的權(quán)威域名服務器地址。作為互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的重要部分，所有域名的解析操作均離不開它們。下面我們將從 DNS 協(xié)議實現(xiàn)的角度分析為什么全球只有13組根域名服務器。

13組根域名服務器的信息

其中，13組根域名服務器以英文字母 a 到 m 順序命名，域名格式為“a~m.root-servers.net”，如“b.root-servers.net”。

DNS 數(shù)據(jù)包的大小限制

我們知道 DNS 協(xié)議是應用層協(xié)議，大多數(shù)情況下依賴傳輸層的 UDP 協(xié)議進行數(shù)據(jù)的傳輸(僅在重試的情況下可能使用 TCP 協(xié)議)。根據(jù)RFC 791規(guī)定，未保證 UDP 數(shù)據(jù)包傳輸成功率，盡量數(shù)據(jù)包控制在 571 字節(jié)以使數(shù)據(jù)包不會被分片傳輸。

除去 UDP 數(shù)據(jù)包自身包頭占用的字節(jié)數(shù)，DNS 數(shù)據(jù)包被設計為不超過512字節(jié)。

DNS 協(xié)議格式

下面我們從根域名解析的返回數(shù)據(jù)包截圖：

我們假設根域名由 N 組，計算數(shù)據(jù)包各部分字節(jié)占用的情況如下：

Header 部分占用12個字節(jié)，包括 Transaction ID (2字節(jié))，F(xiàn)lags (2字節(jié))，Questions (2字節(jié))，Answer RRs (2字節(jié))，Authority RRs (2字節(jié))，Additional RRs (2字節(jié))；
Question Section 部分占用5個字節(jié)，包括根標簽(1字節(jié))，Class (2字節(jié)，基本取值都是IN)，查詢類型(2字節(jié))；
Answer Section 部分占用的字節(jié)數(shù)為所有記錄字節(jié)數(shù)之和，每條記錄包括根標簽(1字節(jié))，TTL (4字節(jié))，Class (2字節(jié)，基本取值都是IN)，查詢類型(2字節(jié))，域名存儲占用的字節(jié)數(shù)；因為域名在 DNS 解析協(xié)議當中按照長度(2字節(jié))+數(shù)據(jù)的形式存儲，其中數(shù)據(jù)部分是分段存儲的，存儲格式如下所示，所以第一條記錄的域名存儲占用22個字節(jié)，繼而第一條記錄總共占用31個字節(jié)；而從第二條記錄開始，因為記錄中出現(xiàn)的域名存在部分內(nèi)容與第一條記錄重復，即“root-servers.net”部分，這部分可以利用 DNS 指針壓縮存儲，只需要存儲2個字節(jié)的指針，指向第一條記錄出現(xiàn)的部分，而不需要存儲實際的內(nèi)容，所以第二條記錄～N條記錄占用的字節(jié)數(shù)分別為11+4=15個字節(jié)；

Additional Section 部分占用的字節(jié)數(shù)為所有記錄字節(jié)數(shù)之和，每條記錄包括域名，TTL (4字節(jié))，Class (2字節(jié)，基本取值都是IN)，查詢類型(2字節(jié))，IP 地址(2字節(jié)長度+4字節(jié)內(nèi)容)；因為 Additional Section 記錄的域名都在 Answer Section 中出現(xiàn)過，所以這部分都可以利用 DNS 指針壓縮存儲，只需要存儲2個字節(jié)的指針即可表示對應的域名，所以Additional Section 部分的記錄占用的字節(jié)數(shù)為2+4+2+2+6=16個字節(jié)；

綜上所述，數(shù)據(jù)包總長度為12+5+(31+(15(N-1))+16N，再根據(jù)前述 DNS 大小限制不超過512字節(jié)的要求，可以得 N 不超過15組，再加上早期設計的時候考慮到預留一些 buffer 于是就有了現(xiàn)在全球13組根域名服務器的結(jié)果。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的轻知 | 为什么全球只有13组根域名服务器？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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