作为基础服务的域名系统可以看作是Internet的通用语言,主要负责主机名字和互联网地址之间的映射,DNS系统方便了用户上网,Internet从而变的更加普及。将域名解析为IP地址是用户访问互联网的关键一步,因此DNS系统的响应速度和准确性对用户的上网体验和服务质量具有非常重要的影响。本文针对IETF关于DNS域名系统的多项标准协议,认真研究了域名系统的工作原理和相关知识；深入探究了某运营商DNS的系统架构和组网结构；分析比较了三层组网和四层组网的优缺点；提出了域名系统普遍存在的问题,如网内域名解析率低、安全性差、可扩展性差及IPv6DNS过渡性等；针对上述问题,提出了对应的优化方案,在支持的DNS软件版本中增设某些选项命令格式来实现sortlist、随机端口、TSIG、DNSSEC、泛解析、IPv6双栈等功能；设计部分功能和性能测试点,并选取合适的设备、环境与工具来实现对这些功能点与性能点的测试工作；对不同DNS软件版本的测试结果进行详细分析,找到提升运营商域名系统的参数,方便各个运营商针对现有的网络规模选择适合的DNS服务器,让方案和设计得到普及；此外,方案的设计和实现可有效提升域名系统的网络资源利用率,提升用户体验。