DNS域名解析协议详解

Posted 2021-11-05 两片空白

DNS技术

        DNS是一整套从域名映射到IP的系统。

        一.背景

        TCP/IP协议使用IP地址和端口号来确认网络上的一台主机的一个程序。但是IP地址和端口号不方便人们记忆。于是人们发明了域名，是一串字符串，并且使用host文件来保存主机名和IP地址之间的映射关系。

        最初，是通过互联网信息中心(SRI-NIC)来管理这个文件，host文件保存在本地。

• 如果一个新计算机要接入网络或者某个计算机的IP变更，都需要到信息中心申请变更host文件
• 其它计算机也需要定期下载更新新的版本的hosts文件才能上网。

        随着计算机原来越多，网址也越来越多。这样就有点麻烦了，于是产生了DNS系统。由管理机构进行管理。

• 一个组织的系统管理机构，维护系统的每一个主机IP和域名的对应关系。
• 如果新计算机接入网络，将这个信息注册进数据库中
• 如果输入域名的时候，会自动查询DNS服务器，由DNS服务器自定检索数据库，得到对应的IP地址。

现在的计算机仍然保留了host文件

        总结：域名是面向用户的，方便用户使用，IP地址是面向计算机的。

        二.域名简介

        DNS域名解析技术属于应用层技术，底层用的是UDP协议。

        2.1 域名的层次结构

        DNS 系统采用的是分布式的解析方案，整个DNS 架构是一种层次树状结构，这个树状结构称为 DNS 域名空间。

• 树状结构最顶层称为根域，用"."表示，相应的服务器称为跟服务器，这个域名空间解析权都归根服务器所有。
• 但是根服务器无法承担庞大的负载，互联网IP太多。于是采用了"委派机制"。
• 在根域下设置了顶级域，然后将不同顶级域的解析权交给了顶级域服务器，比如com域的解析权委派给了com域服务器，以后和com结尾的域名解析请求，都会转发给com域服务器
• 为了减轻顶级域的压力，又设下了二级域，二级域下面又设下了三级域或主机。

其中顶级域又分：国家顶级域名、通用顶级域名、反向域名。

国家顶级域名	中国:cn， 美国:us，英国uk…
通用顶级域名	com公司企业，edu教育机构，gov政府部门，int国际组织，mil军事部门 ，net网络，org非盈利组织…
反向域名	arpa，用于PTR查询（IP地址转换为域名）

如：www.baidu.com

• com：顶级域名，表示这是一个企业域名。同级的还有"net"(网络提供商)，"arg"(非盈利组织)等。
• baidu：二级域名，公司名字。
• www.：只是习惯用法。去掉www.也可以进行搜索。

        2.2 域名服务器的层次结构

        域名具有层次结构，域名需要服务器进行管理，域名服务器也有层次结构。

由高向低进行层次划分，可分为以下几大类：

分类	作用
根域名服务器	最高层次的域名服务器，本地域名服务器解析不了的域名就会向其求助
顶级域名服务器	负责管理在该顶级域名服务器下注册的二级域名
权限域名服务器	负责一个区的域名解析工作
本地域名服务器	当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求首先发给本地域名服务器

注意：一个域名服务器所负责的范围，或者说有管理权限的范围，就称为区。上一级域名服务器知道下一级域名服务器的IP地址。

        2.3 域名解析过程

域名解析总体可分为以下过程：

• 输入域名后, 先查找自己主机对应的域名服务器，域名服务器先查找自己的数据库中的数据.
• 如果没有， 就向上级域名服务器进行查找， 依次类推
• 最多回溯到根域名服务器, 肯定能找到这个域名的IP地址
• 域名服务器自身也会进行一些缓存， 把曾经访问过的域名和对应的IP地址缓存起来, 可以加速查找过程

具体可描述如下：

1. 主机先向本地域名服务器进行递归查询
2. 本地域名服务器采用迭代查询，向一个根域名服务器进行查询
3. 根域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应该查询的顶级域名服务器的IP地址
4. 本地域名服务器向顶级域名服务器进行查询
5. 顶级域名服务器告诉本地域名服务器，下一步查询权限服务器的IP地址
6. 本地域名服务器向权限服务器进行查询
7. 权限服务器告诉本地域名服务器所查询的主机的IP地址
8. 本地域名服务器最后把查询结果告诉主机

递归查询：主机向本地域名服务器发起请求，等待返回结果。如果本地域名服务器没有解析，会以DNS客户机的身份，会向其它域名服务器进行查询。

迭代查询：本地域名服务器向根域名服务器查询，根域名服务器告诉它下一步到哪里去查询，然后它再去查，每次它都是以客户机的身份去各个服务器查询。

递归查询是主机向本地域名服务器发起请求，主机只需要等待结果，中间查询过程不关心。

迭代查询是本地域名服务器查询根域名服务器，下一次应该去哪查询，本地服务器再去那个域名服务器查询。都是自己去查询。

借鉴：DNS（域名解析协议）详解_honeyJ-CSDN博客_dns协议

        三.用户在浏览器输入url后，发生的事

1. 在浏览器输入网址，先通过域名在DNS系统上找到对应的IP地址
2. 浏览器向服务器发送一个http/https的请求
3. 服务器接收到请求，响应请求，返回一个html响应。
4. 如果是重定向，服务器会响应重定向的URL。客户端会重复之前的动作。服务器也会响应请求，发送HTML响应。
5. 服务器开始显示HTML，没有完全接收HTML文件，就已经显示。
6. 浏览器发送获取嵌入在HTML的对象，都要经历和上面一样的步骤。
7. 浏览器发送异步请求(AJAX)，客户端依然连接了服务器，发送异步请求用来更新客户端显示的信息。