DNS原理及其解析過程【精彩剖析】

DNS原理及其解析過程
精彩剖析
 

    網絡通信大部分是基於TCP/IP的，而TCP/IP是基於IP地址的，因此計算機在網絡上進行通信時只能識別如「202.96.134.133」之類的IP地址，而不能認識域名。咱們沒法記住10個以上IP地址的網站，因此咱們訪問網站時，更多的是在瀏覽器地址欄中輸入域名，就能看到所須要的頁面，這是由於有一個叫「DNS服務器」的計算機自動把咱們的域名「翻譯」成了相應的IP地址，而後調出IP地址所對應的網頁。

什麼是DNS？
    DNS( Domain Name System)是「域名系統」的英文縮寫，是一種組織成域層次結構的計算機和網絡服務命名系統，它用於TCP/IP網絡，它所提供的服務是用來將主機名和域名轉換爲IP地址的工做。DNS就是這樣的一位「翻譯官」，它的基本工做原理可用下圖來表示。

DNS域名稱
    域名系統做爲一個層次結構和分佈式數據庫，包含各類類型的數據，包括主機名和域名。DNS數據庫中的名稱造成一個分層樹狀結構稱爲域命名空間。域名包含單個標籤分隔點，例如：im.qq.com。
徹底限定的域名 (FQDN) 惟一地標識在 DNS 分層樹中的主機的位置，經過指定的路徑中點分隔從根引用的主機的名稱列表。 下圖顯示與主機稱爲 im 內 qq.com DNS 樹的示例。 主機的 FQDN 是 im.qq.com。
DNS 域的名稱層次結構

DNS域名稱空間的組織方式
    按其功能命名空間中用來描述 DNS 域名稱的五個類別的介紹詳見下表中，以及與每一個名稱類型的示例。

DNS 和 Internet 域
    互聯網域名系統由名稱註冊機構負責維護分配由組織和國家/地區的頂級域在 Internet 上進行管理。 這些域名按照國際標準 3166。 一些不少現有縮寫，保留以供組織中，以及兩個字母和三個字母的國家/地區使用的縮寫使用下表所示。一些常見的DNS域名稱以下圖：

資源記錄
    DNS 數據庫中包含的資源記錄 (RR)。 每一個 RR 標識數據庫中的特定資源。咱們在創建DNS服務器時，常常會用到SOA,NS,A之類的記錄，在維護DNS服務器時，會用到MX，CNAME記錄。
常見的RR見下圖：

Dns服務的工做過程
當 DNS 客戶機須要查詢程序中使用的名稱時，它會查詢本地DNS 服務器來解析該名稱。客戶機發送的每條查詢消息都包括3條信息，以指定服務器應回答的問題。
● 指定的 DNS 域名，表示爲徹底合格的域名 (FQDN) 。
● 指定的查詢類型，它可根據類型指定資源記錄，或做爲查詢操做的專門類型。
● DNS域名的指定類別。
    對於DNS 服務器，它始終應指定爲 Internet 類別。例如，指定的名稱能夠是計算機的徹底合格的域名，如im.qq.com，而且指定的查詢類型用於經過該名稱搜索地址資源記錄。
    DNS 查詢以各類不一樣的方式進行解析。客戶機有時也可經過使用從之前查詢得到的緩存信息就地應答查詢。DNS 服務器可以使用其自身的資源記錄信息緩存來應答查詢，也可表明請求客戶機來查詢或聯繫其餘 DNS 服務器，以徹底解析該名稱，並隨後將應答返回至客戶機。這個過程稱爲遞歸。
    另外，客戶機本身也可嘗試聯繫其餘的 DNS 服務器來解析名稱。若是客戶機這麼作，它會使用基於服務器應答的獨立和附加的查詢，該過程稱做迭代，即DNS服務器之間的交互查詢就是迭代查詢。
DNS 查詢的過程以下圖所示。

一、在瀏覽器中輸入www.qq.com域名，操做系統會先檢查本身本地的hosts文件是否有這個網址映射關係，若是有，就先調用這個IP地址映射，完成域名解析。 

二、若是hosts裏沒有這個域名的映射，則查找本地DNS解析器緩存，是否有這個網址映射關係，若是有，直接返回，完成域名解析。 

三、若是hosts與本地DNS解析器緩存都沒有相應的網址映射關係，首先會找TCP/ip參數中設置的首選DNS服務器，在此咱們叫它本地DNS服務器，此服務器收到查詢時，若是要查詢的域名，包含在本地配置區域資源中，則返回解析結果給客戶機，完成域名解析，此解析具備權威性。 

四、若是要查詢的域名，不禁本地DNS服務器區域解析，但該服務器已緩存了此網址映射關係，則調用這個IP地址映射，完成域名解析，此解析不具備權威性。 

五、若是本地DNS服務器本地區域文件與緩存解析都失效，則根據本地DNS服務器的設置（是否設置轉發器）進行查詢，若是未用轉發模式，本地DNS就把請求發至13臺根DNS，根DNS服務器收到請求後會判斷這個域名(.com)是誰來受權管理，並會返回一個負責該頂級域名服務器的一個IP。本地DNS服務器收到IP信息後，將會聯繫負責.com域的這臺服務器。這臺負責.com域的服務器收到請求後，若是本身沒法解析，它就會找一個管理.com域的下一級DNS服務器地址(qq.com)給本地DNS服務器。當本地DNS服務器收到這個地址後，就會找qq.com域服務器，重複上面的動做，進行查詢，直至找到www.qq.com主機。 

六、若是用的是轉發模式，此DNS服務器就會把請求轉發至上一級DNS服務器，由上一級服務器進行解析，上一級服務器若是不能解析，或找根DNS或把轉請求轉至上上級，以此循環。不論是本地DNS服務器用是是轉發，仍是根提示，最後都是把結果返回給本地DNS服務器，由此DNS服務器再返回給客戶機。

    從客戶端到本地DNS服務器是屬於遞歸查詢，而DNS服務器之間就是的交互查詢就是迭代查詢。

附錄：
本地DNS配置轉發與未配置轉發數據包分析
    新建一DNS，具體怎麼建我這裏就再也不描述了，見個人上一篇博文《在Win2003中安裝bind【部署智能DNS】》
一、DNS服務器不設轉發
    在192.168.145.228服務器上安裝上wireshark軟件，並打開它，設置數據包爲UDP過濾，在192.168.145.12客戶機上用nslookup命令查詢一下www.sohu.com，立刻能夠看到本地DNS服務器直接查全球13臺根域中的某幾臺，而後一步步解析，經過遞代的方式，直到找到www.sohu.com對應的IP爲220.181.118.87。
    本地DNS服務器獲得www.sohu.com的IP後，它把這個IP返回給192.168.145.12客戶機，完成解析。

二、DNS服務器設置轉發

    因www.sohu.com域名在第一步的驗證中使用過，有緩存，爲了避免受上步實驗干擾，咱們在客戶機上192.168.145.12上nslookup www.baidu.com。從圖上看，本地DNS把請求轉發至192.168.133.10服務器，133.10服務器把獲得的IP返回給本地DNS，而後本地DNS再把IP告訴DNS客戶機，完成解析。