计算机网络 王道考研2021 第六章：应用层 -- 域名系统 DNS域名解析

Posted 2021-12-24 CodeJiao

1. 域名系统 DNS

• 域名系统(Domain Name System，DNS）是因特网使用的命名系统，用来把便于人们记忆的具有特定含义的主机名(如 www.baidu.com)转换为便于机器处理的IP地址。相对于IP地址，人们更喜欢使用具有特定含义的字符串来标识因特网上的计算机。值得注意的是，DNS 系统采用客户/服务器模型，其协议运行在UDP之上，使用53号端口。
  

• 从概念上可将DNS分为3部分：层次域名空间、域名服务器和解析器。

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1.1 层次域名空间

标号com是顶级域名，标号cskaoyan是二级域名，标号www是三级域名。

在域名系统中，每个域分别由不同的组织进行管理。每个组织都可以将它的域再分成一定数目的子域，并将这些子域委托给其他组织去管理。例如，管理CN域的中国将EDU.CN子域授权给中国教育和科研计算机网(CERNET）来管理。

关于域名中的标号有以下几点需要注意:

1. 标号中的英文不区分大小写。
2. 标号中除连字符(-）外不能使用其他的标点符号。
3. 每个标号不超过63个字符，多标号组成的完整域名最长不超过255个字符。
4. 级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边。

顶级域名（Top Level Domain，TLD)分为如下三大类:

1. 国家顶级域名(nTLD)。国家和某些地区的域名，如“.cn”表示中国，“.us”表示美国，“.uk”表示英国。
2. 通用顶级域名(gTLD)。常见的有“.com”(公司)、“.net”(网络服务机构)、“.org”(非营利性组织）和“.gov”(国家或政府部门）等。
3. 基础结构域名。这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，因此又称反向域名。

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1.2 域名服务器

DNS使用了大量的域名服务器，它们以层次方式组织。没有一台域名服务器具有因特网上所有主机的映射，相反，映射分布在所有的 DNS上。采用分布式设计的 DNS，是一个在因特网上实现分布式数据库的精彩范例。主要有4种类型的域名服务器。

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1.2.1 根域名服务器

根域名服务器是最高层次的域名服务器，所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的I地址。根域名服务器也是最重要的域名服务器，不管是哪个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先要求助于根域名服务器。因特网上有 13个根域名服务器，尽管我们将这13个根域名服务器中的每个都视为单个服务器，但每个“服务器”实际上是冗余服务器的集群，以提供安全性和可靠性。需要注意的是，根域名服务器用来管辖顶级域名(如.com)，通常它并不直接把待查询的域名直接转换成P地址，而是告诉本地域名服务器下一步应当找哪个顶级域名服务器进行查询。

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1.2.2 顶级域名服务器

这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。收到DNS查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当查找的域名服务器的IP地址)。

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1.2.3 授权域名服务器（权限域名服务器)

每台主机都必须在授权域名服务器处登记。为了更加可靠地工作，一台主机最好至少有两个授权域名服务器。实际上，许多域名服务器都同时充当本地域名服务器和授权域名服务器。授权域名服务器总能将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。

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1.2.4 本地域名服务器（不属于DNS的层次结构）

本地域名服务器对域名系统非常重要。每个因特网服务提供者(ISP)，或一所大学，甚至一所大学中的各个系，都可以拥有一个本地域名服务器。当一台主机发出 DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给该主机的本地域名服务器。事实上，我们在 Windows 系统中配置“本地连接”时，就需要填写DNS地址，这个地址就是本地DNS（域名服务器）的地址。

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1.3 域名解析过程

高速缓存：

为了提高DNS的查询效率，并减少因特网上的DNS查询报文数量，在域名服务器中广泛地使用了高速缓存。当一个 DNS服务器接收到 DNS查询结果时，它能将该DNS信息缓存在高速缓存中。这样，当另一个相同的域名查询到达该DNS服务器时，该服务器就能够直接提供所要求的IP地址，而不需要再去向其他DNS 服务器询问。因为主机名和IP地址之间的映射不是永久的，所以 DNS 服务器将在一段时间后丢弃高速缓存中的信息。

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