DNS原理及其解析过程

网络通讯大部分是基于TCP/IP的，而TCP/IP是基于IP地址的，所以计算机在网络上进行通讯时只能识别如“202.96.134.133” 之类的IP地址，而不能认识域名。我们无法记住10个以上IP地址的网站，所以我们访问网站时，更多的是在浏览器地址栏中输入域名，就能看到所需要的页面，这是因为有一个叫“DNS服务器”的计算机自动把我们的域名“翻译”成了相应的IP地址，然后调出IP地址所对应的网页。

什么是DNS？
DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为IP地址的工作。DNS就是这样的一位“翻译官”，它的基本工作原理可用下图来表示。

DNS域名称
域名系统作为一个层次结构和分布式数据库，包含各种类型的数据，包括主机名和域名。DNS数据库中的名称形成一个分层树状结构称为域命名空间。域名包含单个标签分隔点，例如：im.qq.com。
完全限定的域名 (FQDN) 唯一地标识在 DNS 分层树中的主机的位置，通过指定的路径中点分隔从根引用的主机的名称列表。下图显示与主机称为 im 内 qq.com DNS 树的示例。主机的 FQDN 是 im.qq.com。
DNS 域的名称层次结构

DNS域名称空间的组织方式
按其功能命名空间中用来描述 DNS 域名称的五个类别的介绍详见下表中，以及与每个名称类型的示例。

DNS 和 Internet 域
互联网域名系统由名称注册机构负责维护分配由组织和国家/地区的顶级域在 Internet 上进行管理。这些域名按照国际标准 3166。一些很多现有缩写，保留以供组织中，以及两个字母和三个字母的国家/地区使用的缩写使用下表所示。一些常见的DNS域名称如下图：

资源记录
DNS 数据库中包含的资源记录 (RR)。每个 RR 标识数据库中的特定资源。我们在建立DNS服务器时，经常会用到SOA,NS,A之类的记录，在维护DNS服务器时，会用到MX，CNAME记录。
常见的RR见下图：

Dns服务的工作过程
当 DNS 客户机需要查询程序中使用的名称时，它会查询本地DNS 服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询消息都包括3条信息，以指定服务器应回答的问题。
● 指定的 DNS 域名，表示为完全合格的域名 (FQDN) 。
● 指定的查询类型，它可根据类型指定资源记录，或作为查询操作的专门类型。
● DNS域名的指定类别。
    对于DNS 服务器，它始终应指定为 Internet 类别。例如，指定的名称可以是计算机的完全合格的域名，如im.qq.com，并且指定的查询类型用于通过该名称搜索地址资源记录。
    DNS 查询以各种不同的方式进行解析。客户机有时也可通过使用从以前查询获得的缓存信息就地应答查询。DNS 服务器可使用其自身的资源记录信息缓存来应答查询，也可代表请求客户机来查询或联系其他 DNS 服务器，以完全解析该名称，并随后将应答返回至客户机。这个过程称为递归。
    另外，客户机自己也可尝试联系其他的 DNS 服务器来解析名称。如果客户机这么做，它会使用基于服务器应答的独立和附加的查询，该过程称作迭代，即DNS服务器之间的交互查询就是迭代查询。
DNS 查询的过程如下图所示。

1、在浏览器中输入www.qq.com域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。

2、如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。

3、如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/ip参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。

4、如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。

5、如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址 (qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到 www.qq.com主机。

6、如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地 DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。

从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。

附录：
本地DNS配置转发与未配置转发数据包分析
    新建一DNS，具体怎么建我这里就不再描述了，见我的上一篇博文《在Win2003中安装bind【部署智能DNS】》
1、DNS服务器不设转发
    在192.168.145.228服务器上安装上wireshark软件，并打开它，设置数据包为UDP过滤，在192.168.145.12客户机上用 nslookup命令查询一下www.sohu.com，马上可以看到本地DNS服务器直接查全球13台根域中的某几台，然后一步步解析，通过递代的方式，直到找到www.sohu.com对应的IP为220.181.118.87。
    本地DNS服务器得到www.sohu.com的IP后，它把这个IP返回给192.168.145.12客户机，完成解析。

2、DNS服务器设置转发

因www.sohu.com域名在第一步的验证中使用过，有缓存，为了不受上步实验干扰，我们在客户机上192.168.145.12上nslookup www.baidu.com。从图上看，本地DNS把请求转发至192.168.133.10服务器，133.10服务器把得到的IP返回给本地DNS，然后本地DNS再把IP告诉DNS客户机，完成解析。

　　　　　　　　DNS的工作原理及过程

DNS的工作原理及过程分下面几个步骤：
        第一步：客户机提出域名解析请求，并将该请求发送给本地的域名服务器。
        第二步：当本地的域名服务器收到请求后，就先查询本地的缓存，如果有该纪录项，则本地的域名服务器就直接把查询的结果返回。
        第三步：如果本地的缓存中没有该纪录，则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器，然后根域名服务器再返回给本地域名服务器一个所查询域(根的子域) 的主域名服务器的地址。
        第四步：本地服务器再向上一步返回的域名服务器发送请求，然后接受请求的服务器查询自己的缓存，如果没有该纪录，则返回相关的下级的域名服务器的地址。
        第五步：重复第四步，直到找到正确的纪录。
        第六步：本地域名服务器把返回的结果保存到缓存，以备下一次使用，同时还将结果返回给客户机。
    让我们举一个例子来详细说明解析域名的过程。假设我们的客户机如果想要访问站点： www.element.org ，此客户本地的域名服务器是 dns.company.com ，一个根域名服务器是 ns.inter.net ，所要访问的网站的域名服务器是 dns.element.org ，域名解析的过程如下所示：

客户机发出请求解析域名 www.element.org 的报文；
本地的域名服务器收到请求后，查询本地缓存，假设没有该纪录，则本地域名服务器 dns.company.com 则向根域名服务器 ns.inter.net 发出请求解析域名 www.element.org ；
根域名服务器 ns.inter.net 收到请求后查询本地记录得到如下结果：element.org NS dns.element.org （表示 element.org 域中的域名服务器为：dns.element.org ），同时给出 dns.element.org 的地址，并将结果返回给域名服务器 dns.company.com ；
域名服务器 dns.company.com 收到回应后，再发出请求解析域名 www.element.org 的报文；
域名服务器 dns.element.org 收到请求后，开始查询本地的记录，找到如下一条记录： www.element.org A 211.120.3.12 （表示 element.org 域中域名服务器 dns.element.org 的IP地址为：211.120.3.12），并将结果返回给客户本地域名服务器 dns.company.com ；
客户本地域名服务器将返回的结果保存到本地缓存，同时将结果返回给客户机。
这样就完成了一次域名解析过程

　　　　　　　　域名服务器分类

缓存域名服务器
(1) 也称为高速缓存服务器
(2) 通过向其他域名服务器查询获得域名->IP地址记录
(3) 将域名查询结果缓存到本地，提高重复查询时的速度

主域名服务器
(1) 特定DNS区域的官方服务器，具有唯一性，权威性
(2) 负责维护该区域内所有域名->IP地址的映射记录

从域名服务器
(1) 也称为辅助域名服务器，非权威域名服务器
(2) 具备容错功能，其维护的域名->IP地址记录来源于主域名服务器

现在的服务器都用到了缓存+主或者缓存+辅

本文出自 “系统网络运维” 博客，请务必保留此出处http://369369.blog.51cto.com/319630/812889

posted on 2016-09-06 17:11 losbyday 阅读(4571) 评论(0) 编辑收藏举报

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