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【网站百科】DNS工作原理
专栏:今科讲堂
发布日期:2020-04-23
阅读量:245
作者:小科

一、简述dns
DNS(domain name system)域名系统或者(domain named system)区域名称服务,分为正向与反向域名解析,适用C/S,端口路53/udp,53/tcp,属于应用层协议;

作用:人得记忆有限,如果没有dns得记下多少IP地址;从网络来说由于tcp/ip协议族是基于ip地址,所以需要一个翻译器即DNS;可以1对多也可以多对1,那么正向解析即域名解析为ip地址,反向解析即ip地址解析为域名。有人说DNS就是一个本大得电话本,说的挺贴切。

正反向解析事两个不同得名称空间,是两颗不同得解析树;

正向:ip---》主机名
反向:主机名---》ip
当今得业界标准BIND(berkeley internet name domain)dns软件

二、DNS域名
1)DNS是一个倒挂树结构示意图如下

  
2)按照功能命名得五个类别介绍
a.根域:DNS域名中使用时,规定由尾部据点(.)来指定名称位于根域或更高级别得域层次结构,(.)
b.顶级域:TDL(TOP LEVEL DOMAIN)用来只是某个国家地区或组织使用得类型,例如(.com)
c.二级域:个人或组织在internet上使用得注册名称,例如iyong.com
d.子域:已经注册二级域名派生得域名,就是网站名,例如www.iyong.com
e.主机名:通常情况下,DNS域名得最左侧得标签表示网络上得特定计算机,如www,mail,zhidao
f.名称服务器:域内负责解析本域内的名称的主机
g.根服务器:13组服务器

3)dns和internet域
互联网域名系统有名称注册机构负载维护分配有组织和国家/地区得顶级域在internet上进行管理。国际标准3166。

常见得DNS域名
com,商业公司
edu,教育机构
net,网络公司
gov,非军事政府机构
mil,军事政府机构
cn,代表中国

三、DNS服务器类型

主DNS服务器
从DNS服务器 (可以是多个提供容错)
缓存DNS服务器(转发器)

主DNS服务器:管理和维护所负责解析的域内解析库的服务器
从DNS服务器:从主服务器或从服务器“复制”(区域传输)解析库副本

1)复制操作的方式
序列号serial:解析库版本号,主服务器解析库变化时,其序列递增
刷新时间间隔refresh:从服务器从主服务器请求同步解析的时间间隔
重试时间间隔retry:从服务器请求同步失败时,再次尝试时间间隔
过期时长expire:从服务器始终联系不到服务器时,多久后放弃从服务器角度,停止提供服务
否定答案的缓存时长;minimum
”通知“机制:主服务器解析库发送变化时,会主动通知从服务

2)区域传送
完全传输axfr:传送整个解析库
增量传输lxfr:传递解析库变化的那部分内容

3)区域(zone)和域(domain) 
Domain:FQDN
正向:FQDN->IP
反向:IP->FQDN
各需要一个解析库来分别负责本地域名的的正向和反向解析库
正向区域
反向区域
FQDN:fullqualified domain name 完全限定域名
如:www.iyong.com.

四、DNS查询解析
我们在浏览器访问www.iyong.com这个域名,dns怎么查询到这台主机那?

  

1、在浏览器中输入www.iyong.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,则会查找本地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,则返回解析记过给客户端,完成域名解析,此解析具有权威性。

4、如果要查询域名,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(iyong.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iyong.com域服务器,重复上面的动作,进行查询,直至找到www.iyong.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或把请求转至上上级,以此循环。不管是本地DNS服务器用是转发,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。

从上图可以知道,客户端到本地DNS服务器是属于递归查询,而DNS服务器之间的交互查询就是迭代查询

递归查询与迭代查询
a.递归,只发送一次请求,得到一次准确结果(消耗资源)
b.迭代,发送多次请求,得到参考结果

一次完整得查询请求经过得流程
client-->hosts文件-->DNS service
local cache -->DNS server(recursion递归)-->server cache -->iteration(迭代)

解析答案类型
a.肯定答案
b.否定答案:请求的条目不存在等原因导致无法返回结果
c.权威答案:aa 表示是自身知道的结果,不是问来的
d.非权威答案

五、资源记录(resoursr record,简写RR)

1、简单介绍资源记录
资源记录事组成DNS各域记录,这些记录类型有:A,AAAA,PTR,SOA,NS,CNAME,Mx等

a.SOA 起始授权记录,(start of authority),一个区域解析库有且仅能有要给SOA记录,而必须为解析库的第一条记录;
b.NS(nameserver)得缩写,专用于表明当前区域的DNS服务器
c.A (address),后面记录得对应ipv4地址;FQDN-->IP
d.AAAA 对应得ipv6地址;FQDN-->IPV6
e.PTR (pointTER)指针,后面记录得数据就是反解到得主机名;IP-->FQDN
f.CNAME 别名,一个主机名可以有多个别名,但ip地址事一样得;
g.MX 邮件服务器;

资源记录定义的格式:

语法格式:

 

name[TTL]   IN   rr_type(资源记录类型)   value(可以是多个)

rr_type:替换为指定的资源记录类型;

ttl可以省略从全局继承 internet

注意:
1)TTL就是time to live,可以从全局继承,默认秒为单位;
2)@可以用于应用当前区域得名字比如baidu.com;
3)同一个名字可以通过多条记录定义多个不同得值,此时DNS服务器会以轮询方式响应,可以分流做负载均衡;
4)同一个值也可能有多个不同得定义名字;通过多个不同得名字指向同一个值进行定义;仅表示通过多个名字可以找到同一个主机而已;

2、SOA:一个区域中有且只能有一个soa
name:当前区域的名字,例如“zhangxingeng.com.”;最后记得有各点
value:有多个部分组成

1)当前区域的主DNS服务器的FQDN,也可以适用但却区域的名字;
2)当前区域管理员的邮箱地址;但地址中不能使用@服务,一般用.替换,zxg.iyong.com
3) 主从服务区域传输相关定义以及否定的答案的统一的TTL

 

 1 [root@node5 ~]# cat /var/named/zhangxingeng.com.zone  2 $TTL 1D 3 @       IN SOA  @ web1.zhangxingeng.com.admin.zhangxingeng.com ( 4                                         0       ; serial  #序列号-最后不要超过10位数 5                                         1D      ; refresh  #刷新时间1天 6                                         1H      ; retry   #重试时间 7                                         1W      ; expire   #过期时间,一周 8                                         3H )    ; minimum  #否定答案的ttl值,3个小时 9         NS      web110 web1    A       192.168.216.199     11 dns1    A       192.168.216.198   


3、NS记录格式

name:当前区域的名字

value:当前区域的某个DNS服务器的名字,例如web1.zhangxingeng.com


注意:一个区域可以由有多个NS记录

例如:

zhangxingeng.com.  IN  NS web1.zhangxingeng.com

zhangxingeng.com.  IN  NS web2.zhangxingeng.com

注意:

1)相邻的两个资源记录的name相同时,后续的可省略

2)对NS记录而言,任何一个ns记录后面的服务器名字,都应该再后续有一个A记录

4、MX记录定义格式

name:当前区域的名字

value:当前区域的某邮件服务器(smtp服务器)的主机名;

一个区域内,MX记录可有多个;但每个记录的value之前以你更改有一个数字(0-99),表示此服务器的优先级;数字越小优先级越高;


例如:

zhangxingeng.com.   IN  MX  10  mx1.zhangxingeng.com.

IN  MX   20  mx2.zhangxingeng.com.

注意:

对MX记录而言,任何一个MX记录后面的服务器名字,都应该再后续有一个A记录.

5、A记录定义格式

name:某主机的FQDN,例如web1.zhangxingeng.com

value:主机名对应主机的ip地址;

例如

web1.zhangxingeng.com.  IN  A  192.168.216.199

web2.zhangxingeng.com.  IN  A  192.168.216.202

注意:

*.zhangxingeng.com.  IN  A   192.168.216.199

zhangxingeng.com.  IN  A  192.168.216.199
避免用户写作名称时给错误答案,可以通过泛域名解析进行解析至特定地址;

6、PTR记录定义格式

name:IP,有特定格式,把IP地址反过来写,199.216.168.192;而有特定后缀:in-addr.arpa.,所以完整写法为:199.216.168.192.in.addra.arpa.

value:FQDN

例如:

199.216.168.192.in.addra.arpa.  IN  PTR  web1.zhangxingeng.com.

简写

199  IN  PTR  web1.zhangxingeng.com.

注意:网络地址及后缀可省略;主机地址依然需要反这写

7、CNAME记录定义格式
name:别名的FQDN
value:正规名字的FQDN;

例如:
web1.zhangxingeng.com.  IN  CNAME  www.zhangxingeng.com

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