DNS详解

Posted 2020-07-07

一．DNS概述

DNS：域名解析系统（Domain Name System），用于将机器名称转换为IP地址。 　　

       DNS是常用的C/S结构，采用的是阶层式管理机制，通过上级向下级授权方式进行域名解析。采用DNS域名系统，使的大部分域名都在本地解析，极少部分需要通过网络通信方式解析，所以DNS系统的效率较高，并且DNS系统属于分布式系统，所以当系统中单个域名服务器出现故障，并不会影响DNS系统的正常运行。 　　

       域名到IP的解析是由多个域名服务器共同完成的，域名服务器设置在特定的节点上，负责管理某一区域的所有域名解析请求。

二.域名到IP的解析流程　　

       当某一应用程序或者机器主机需要把主机名解析为IP地址时，该应用进程或者机器主机就调用解析程序，此时应用程序或机器主机称为客户端，把待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报方式发给本地域名服务器。本地域名服务器在本地缓存中查找到域名后，把对应的IP地址放在响应报文中返回给客户端。此时应用程序或机器主机获得目的主机的IP地址后即可与之进行通信。 　　　

       若本地域名服务器在本地缓存中没有查找到缓存记录，此时域名服务器就相当于客户端（替代主机查询），并向其他域名服务器发出查询请求。直至找到能够回答该请求的域名服务器为止。

三.域名的解析方式　　

       域名的解析过程分为两种方式，递归解析和迭代解析。

       递归解析：主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址，那么本地域名服务器就以DNS客户的身份，向根域名服务器继续发出查询请求报文(替代主机继续查询)，而不是让主机自己进行下一步查询。因此，递归查询返回的查询结果要么是获得正确的IP地址，要么返回错误结果，表示无法查询到目标域名的IP地址。

       迭代解析：一般为本地域名服务器向根域名服务器的查询方式。迭代查询的特点：当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器：“下一步应该向哪一个域名服务器发起查询请求”。然后让本地服务器进行后续的查询。根域名服务器通常是把自己保存的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器，让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器：“下一步应该向哪一个权限域名服务器进行查询”。最后，查询到所要解析的IP地址或报错，然后把这个结果返回给发起查询的主机。

       以下为两种解析方式的原理图：

    

       为提高DNS查询效率，并且减轻DNS服务器的负荷以及较少DNS报文数量，常在域名解析系统中采用高速缓存机制（客户主机和服务器均可），用来存放近期查询过的域名和域名映射信息。但高速缓存机制中的域名报记录及映射信息均有限制时间，当在限制时间内再次查询相同记录，则直接从缓存中获取，提高了查询速度，增加限制时间可一减少网络开销，减小限制时间可提高域名解析的准确性（因为域名会改变）。

四.DNS阶层架构

      

　　DNS系统最顶端是根域（.）,下一级是以国家/地区或组织为分类的顶级域名，再下一级为个人或组织在网上组册的二级域名，再往下为二级域名派生的子域，最后为DNS域名最左侧的标签标识的计算机主机名。这就是DNS的阶层式分布结构。

五.DNS资源记录

　　DNS数据库中包含着记录资源，每个资源记录标识数据库中特定的资源，以下为常见的资源记录： 　　1.SOA：起始授权机构记录，数据记录时间默认为60分钟，说明负责解析的DNS服务器中哪一个是主服务器，数据包含所有者名称，主名称服务器DNS名称，序列号，刷新间隔，重试间隔，过期时间，最小TTL（time to live）。 　　

       2.A：主机记录，说明一个域名对应的IP是多少，指定域名与IP的对应关系，数据包含所有者名称（主机的DNS域名），主机IP地址。 　　

       3.NS：名称服务器记录，说明特定区域（SOA）有哪些DNS服务器负责解析，数据包含所有者名称，名称服务器DNS名称。 　

　    4.MX：邮件交换记录，主要应用于邮件服务器，说明邮件传递的DNS记录，数据包括所有者名称，邮件交换服务器，DNS名称的首选项值。 　　

       5.CNAME：域名的别名记录，主要应用于隐藏主机真实域名，用别名代替，数据包括所有者名称（别名），主机的DNS名称。 　　

       6.PTR：指针记录，是A记录的逆记录，作用是把IP地址解析为域名，数据包含所有者名称（主机的DNS域名），主机的IP地址。 　　

       正解：从主机名查询到IP的流程。 　　

       反解：从IP反解析到主机名的流程。 　　

       Zone（区域）：指定某个DNS域名服务器负责解析的主机记录。

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