域名系统（DNS）是互联网基础设施服务的组成部分之一，提供域名和IP地址之间的映射服务。DNS为互联网用户访问互联网提供了一个方便的手段，DNS服务已经成为互联网中不可缺少的一部分。随着互联网的快速发展，用户对DNS服务业提出了更加苛刻的性能指标，同时也带来了复杂和危险的网络环境，也使得我们需要对DNS服务的效率和安全性能等方面进行更多的改进和提高。任何接入互联网的设备都可以当作DNS代理服务器来使用，通常而言，网络管理员使用网关路由器承担DNS代理服务器的功能。通过在网关路由器上部署DNS代理服务器，网络管理员可以对DNS代理服务器进行配置管理，集中处理性能和安全方面的问题，实现局域网DNS配置的统一维护。同时，DNS代理服务器可以提高查询的缓存命中率，实现更高效的解析服务。本文从DNS协议和代理服务器的基本原理出发，通过对DNS代理服务器缓存机制以及实际应用中遇到的问题进行深入研究，设计了DNS代理服务器的一种缓存数据管理机制，可以实现高效的缓存查询和表项定时删除，满足命令行工具按照字典序获取表项列表的需求，同时维持大规模缓存情况下代理服务的性能，并保证大规模并发操作下的数据一致性。此外，代理服务器还设计了配套的缓存配置恢复方案，使得缓存的使用不受系统故障重启等意外因素的影响。本文最后给出了系统测试方案，通过测试验证了该设计方案满足系统的功能与性能需求。最终测试表明系统符合协议标准和初始需求，达到了预期目标。DNS代理是H3C公司生产的路由器和三层交换机上的一项重要应用，应用该方案开发的相关产品已通过验收并开始逐步推向市场，具有广泛的应用前景。