DNS原理详解
1.DNS简述
DNS就是域名系统，是因特网中的一项核心的服务，是用于实现域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，得到该主机名对应的IP地址的过程就是域名解析(或者叫主机名解析)。
总结一点就是IP地址是面向主机的，而域名则是面向用户的。
域名和IP的对应关系保存在host文件中。
2.DNS系统
一个组织的系统管理机构，维护系统内的每个主机的IP和主机名的对应关系。
用户输入域名的时候，会自动查询DNS服务器，由DNS服务器检索DNS数据库，得到对应的IP地址。
在域名解析的时候会优先查找hosts文件的内容。
3.DNS域名结构
域名系统必须要保持唯一性。
为了达到唯一性的目的，因特网在命名的时候采用了层次结构的命名方法：
- 每一个域名(英文域名)都是一个标号序列，用字母(A-z,a-z，大小写等价)，数字(0-9)和连接符(-)组成。
- 标号序列总长度不能超过255个字符，它由点号分割成一个个的标号。
- 每个标号应该在63个字符之内，每个标号都可以看成一个层次的域名。
- 级别最低的域名写在左边，级别高的域名写在右边。
域名服务主要是基于UDP实现的，服务器的端口号是53。
DNS端口：53/tcp，53/udp。
例如：www.baidu.com
- com：一级域名，表示这是一个企业域名。当然还有net(网络提供商)，org(非盈利组织)等
- baidu：二级域名，指公司名。
- www：习惯用法。
4.域名的分级
域名可以划分为各个子域名，子域名还可以继续划分为子域名的子域，这样就会出现顶级域名、二级域名、三级域名等。
| 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，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地址转换成域名) |
5.域名服务器
域名是分成结构，域名服务器也是对应的层级结构。
域名需要由遍及全世界的域名服务器去解析，域名服务器实际上就是装有域名系统的主机。
由高到低进行层次划分，可以分为以下几个大类：
| 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查询请求的时候，这个查询请求首先会发给本地的域名服务器 |
一个域名服务器所负责的范围，或者说有管理权限的范围，就成为区。
需要注意的是：
- 每个层的域名都有自己的域名服务器，最顶级的是根域名服务器。
- 每一级域名服务器都知道下级域名服务器的IP地址。
- 为了容灾，每一级至少设置两个或以上的域名服务器。
6.域名解析过程
域名解析总体可以分为下面的过程：
- 输入域名后，会首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，肯定可以找到这个域名的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。
具体的描述如下：
- 主机先向本地域名服务器进行递归查询。
- 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。
- 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。
- 本地域名服务器向顶级域名服务器进行查询。
- 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。
- 本地域名服务器向权限服务器进行查询。
- 权限服务器告诉本地域名服务器所查询的主机的IP地址。
- 本地域名服务器最后把查询的结果告诉主机
递归查询：本机向本地域名服务器发出一次查询请求，等待最总的结果。如果本地域名服务器无法解析，自己会以DNS客户端机器的身份向其他域名服务器查询，直到得到最终的IP地址告诉本机。
迭代查询：本地域名服务器向根域名服务器查询，根域名服务器告诉本地域名服务器下一步应该去哪里进行查询，然后它再去进行查询，每次它都是以客户端的身份去各个服务器进行查询。
7.DNS服务器的分类
常见的DNS服务器就是两种：权威解析服务器和递归解析服务器。递归解析服务器也可以叫localDNS。
权威解析服务器：
DNS权威服务器保存域名空间中部分区域的数据。如果DNS服务器负责管辖一个或者多个区域时，称此DNS服务器为这些区域的权威服务器。
根权威DNS或者二级权威服务器中的资源记录标记被指定为区域权威服务器的DNS服务器。通过资源记录中列出服务器，其他服务器就认为它是该区域的权威服务器。这意味着在 NS 资源记录中指定的任何服务器都被其他服务器当作权威的来源，并且能肯定应答区域内所含名称的查询。
递归服务器：
递归服务器在正常情况下，初始的时候里面没有任何域名解析数据，里面所有的域名解析数据都来自于它到权威解析服务器的查询结果，一旦查询完毕，递归服务器就会根据TTL时间在本地形成一条缓存记录，并为用户提供DNS解析的查询服务，这是递归服务器的功能。
