DNS域名系统

DNS概述

域名系统DNS（Domain Name System）是互联网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。域名系统其实就是名字系统。
但是为什么不叫“名字”而叫“域名”呢？
这是因为名字系统这个叫法好俗？当然不是咯，这是因为在这种互联网的命名系统中使用了许多的域（domain）因此就出现了域名这个词。
计算机用户是间接而不是直接得使用dns系统。

IP（IPv4）地址是有着32位的二进制地址，我们日常见到的IP地址都是点分十进制。但是光是数字的IP地址也太不好记忆了，所以IP地址的代号——域名就出现了。而dns系统就是将域名转换为对应的IP地址
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为什么计算机不直接使用域名作为连接的地址呢？这是因为域名的长度不是很确定，计算机处理起来比较困难。

下面是DNS示例
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用户输入域名，DNS服务器通过解析找到了Web服务器的地址
之后将数据传到web服务器上面，最后web服务器上再将信息反馈给用户
于是就呈现出网址了

每天，安装于不同位置的成千上万台服务器为我们提供可通过 Internet 访问的多种服务。每台服务器都分配有唯一的 IP 地址，作为在本地网络中的标识。

但是，要记住在 Internet 中提供服务的所有服务器的全部 IP 地址根本是不可能的。取而代之，人们采用了一种相对较容易的方法，通过将名称与 IP 地址关联来定位服务器，这就是域名系统 (DNS)。主机可以使用它来解板域名到特定服务器的 IP 地址。DNS 域名是由 Internet 中的上级域或组来注册和组织的。Internet 中最常用的一些高级域是 .com、.edu 和 .net。
DNS 服务器包含一张表，通过它来确立域内的主机名与相应的 IP 地址的关联关系。如果客户端知道服务器（如 Web 服务器）的域名并需要查找 IP 地址，它会向端口为 53 的 DNS 服务器发送请求。需要在客户端主机 IP 配置的 DNS 设置中事先配置 DNS 服务器的 IP 地址。
当 DNS 服务器收到请求时，它会检查自己的表，查找与该 Web 服务器相关联的 IP 地址。如果本地 DNS 服务器没有任何条目与请求的名称相符，它会查询域内的其它 DNS 服务器。DNS 服务器确定了 IP 地址后，会将信息发送回客户端。如果 DNS 服务器无法确定 IP 地址，请求将超时，客户端便无法与 Web 服务器通信。

客户端软件以对用户透明的方式使用 DNS 协议获取 IP 地址。

从理论上讲，整个互联网可以只使用一个域名服务器，让它拥有这互联网上所有主机名，并回答所有对IP地址的查询。但是这不现实，这个服务器坏了那全球的网络都将棉铃瘫痪。因此，现在使用的是分布式的DNS系统

分布式DNS系统
互联网的域名系统dns被设计成为一个联机分布的数据库系统，并采用客户服务器的方式。dns使到多时名字都在本地进行解析。仅少量解析需要在互联网上通信，因此dns系统的效率很高。
由于dns是分布式系统，即使单个计算机出现了故障，也不会妨碍整个dns系统的正常运行。
域名到IP地址的解析是由分布在互联网上的许多域名服务器程序（可简称为域名服务器）共同完成的。
当某一个应用进程需要把主机名解析为ip地址时，该进程就调用解析程序，并成为dns的一位客户，把待解析的域名放在dns请求报文中，以UDP用户数据报的方式发给本地域名服务器。本地域名服务器在找查域名后，把对应的IP地址放在响应报文中返回。

互联网的域名结构

如今互联网采用层次树状结构的命名方法。
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越往右边级别越高

一个域名可以对应多个IP、一个IP地址可以对应多个域名
使用命令nslookup，可以查询本地域名服务器和其他服务器

DNS规定：域名中的标后都是用英文和数字组成，每一个标号不超过63个字符，不区分大小写，标号中除了连字符"-"意外不能使用其他标点符号。多个标号组成的完整域名总共不超过255个字符。

域名只是一个逻辑上的概念，并不代表所在的物理地址，他们的点也和IP地址没有关系。

域名服务器
一个服务器所负责管辖的（或者有权限的）范围叫做区。一个区中所有的结点必须是能够连通的。每一个区设置相应的权威域名服务器（或者叫权限域名服务器），用来保存该区中所有的主机的域名到IP地址的映射。所以服务器的管辖不是以“域”为单位，而是以“区”为单位。区是dns服务器实际管辖的范围，但是区一定不能大于域

域名服务器也是按照层次安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖，根据域名服务器的作用，可以把域名服务器划分成一下几类：

名称	概念
根域名服务器	最高层次的服务器，也是最重要的服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。所有的根域名服务器瘫痪，互联网中的dns系统就无法工作
顶级域名服务器（TLD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
权限域名服务器	权威解析，并且提供查找方案
本地域名服务器	快速解析本地IP地址，查找本地域名服务器上面的内容更加迅速

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本地域名服务器:
主机的 DNS 查询时首先查找的域名服务器
每个 ISP, 企业可拥有本地(默认) 域名服务器
相对于需要DNS查询的主机而言
根域名服务器:
当本地域名服务器不能解析时，就向根域名服务器查询
授权域名服务器:
每台拥有域名的主机必须在授权服务器上注册登记
可以正确权威的解释某个域名和IP地址的对应关系
相对于拥有域名的主机而言

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DNS客户端的配置
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DNS服务器的工作方式

名称	内容
递归查询	若根域名服务器不能解析，则根域名服务器向授权域名服务器请求，取得映射，将映射返回本地域名服务器
迭代查询：	若根域名服务器不能解析，则根告诉本地域名服务器位置，本地域名服务器直接向授权域名服务器请求，取得映射，将映射返回本地域名服务器

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问题：每次访问网页都需要首先进行DNS请求，效率不高，如何能够提高效率？