6.2 详解DNS域名解析系统（域名、域名服务器[根、顶级、授权/权限、本地]、域名解析过程[递归与迭代]）

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-12-29 09:57 214阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  [1.DNS系统][1.DNS]
     *  [2.域名][2.]
     *  [3.域名服务器][3.]
     *   *  [（1）根域名服务器][1]
         *  [（2）顶级域名服务器][2]
         *  [（3）授权域名服务器(权限域名服务器)][3]
         *  [（4）本地域名服务器][4]
     *  [4.域名解析过程][4.]
     *   *  [（1）递归查询方式][1 1]
         *  [（2） 常用递归与迭代相结合的查询方式][2_]

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## 1.DNS系统 ##

*  `域名系统(Domain Name System, DNS)`是因特网使用的命名系统，用来`把便于人们记忆的具有特定含义的主机名(如www.BitHachi.com)转换为便于机器处理的IP地址`。
 *  相对于IP地址，人们更喜欢使用具有特定含义的字符串来标识因特网上的计算机。
 *  DNS系统采用客户/服务器模型，其协议运行在`UDP`之上，使用`53`号端口。
 *  从概念上可将DNS分为3部分:`层次域名空间、域名服务器和解析器`。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  某台主机访问网站www.bithachi.cn网站为例，DNS的大致流程  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 2.域名 ##

*  `因特网采用层次树状结构的命名方法`。采用这种命名方法，任何一个连接到因特网的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构名称，即`域名(Domain Name)`。
 *  `域(Domain)`是名字空间中一个可被管理的划分。
 *  域还可以划分为子域，而子域还可以继续划分为子域的子域，这样就形成  
    了顶级域、二级域、三级域等。

**在域名系统中，每个域分别由不同的组织进行管理。每个组织都可以将它的域再分成一定数目的子域，并将这些子域委托给其他组织去管理。**

*  例如，管理CN域的中国将EDU.CN子域授权给中国教育和科研计算机网(CERNET)来管理。
 *  比如我的域名bithachi.cn是一个二级域名，我可以任意分配三级域名，比如1001.bithachi.cn和1002.bithachi.cn，这两个网址是可以访问的，小项目。

**域名空间的树状结构：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
每个域名都由`标号`序列组.成，而各标号之间用点`(“.”)`隔开。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

**关于域名中的标号有以下几点需要注意:**

*  1)标号中的英文`不区分大小写`。.
 *  2)标号中除连字符(-) 外不能使用其他的标点符号。
 *  3)每个标号不超过63个字符，多标号组成的完整域名最长不超过255个字符。
 *  4)级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边。

`顶级域名(Top Level Domain, TLD)`分为如下三大类:

*  1)国家顶级域名(nTLD)。国家和某些地区的域名，如“.cn”表示中国，“.us”表示美国，.uk”表示英国。
 *  2)通用顶级域名(gTLD)。 常见的有“.com” (公司)、“.net" (网络服务机构)、“.org”(非营利性组织)和“.gov" (国家或政府部门)等。
 *  3)基础结构域名。`这种顶级域名只有一个，即arpa,用于反向域名解析`，因此又称反向域名。`反向域名解析与通常的正向域名解析相反，提供IP地址到域名的对应`，反向域名格式如：X.X.X.in-addr.arpa。很多网络服务提供商要求访问的IP地址具有反向域名解析的结果，否则不提供服务。

`国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行确定。`

## 3.域名服务器 ##

*  `因特网的域名系统被设计成一个联机分布式的数据库系统，并采用客户/服务器模型`。
 *  域名到IP地址的解析是由运行在域名服务器上的程序完成的，`一个服务器所负责管辖的(或有权限的)范围称为区(不以“域”为单位)`，各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区，但在一个区中的所有结点必须是能够连通的，每个区设置相应的`权限域名服务器`，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。
 *  每个域名服务器不但能够进行一些域名到IP地址的解析，而且还必须具有连向其他域名服务器的信息。当自己不能进行域名到IP地址的转换时，能够知道到什么地方去找其他域名服务器。
 *  DNS使用了大量的域名服务器，它们以层次方式组织。没有一台域名服务器具有因特网上所有主机的映射，相反，该映射分布在所有的DNS上。
 *  采用分布式设计的DNS，是一个在因特网上实现分布式数据库的精彩范例。主要有4种类型的域名服务器。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

### （1）根域名服务器 ###

*  `根域名服务器`是`最高层次`的域名服务器，所有的`根域名服务器`都知道`所有`的`顶级域名服务器的IP地址`。
 *  根域名服务器也是最重要的域名服务器，不管是哪个`本地域名服务器`，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先要求助于`根域名服务器`。
 *  因特网上有`13个根域名服务器`，尽管我们将这13个根域名服务器中的每个都视为单个服务器，但`每个“服务器”实际上是冗余服务器的集群`，以提供安全性和可靠性。
 *  需要注意的是，`根域名服务器`用来`管辖顶级域(如.com)`， 通常它并不直接把待查询的域名直接转换成IP地址，而是`告诉本地域名服务器`下一步应当找哪个`顶级域名服务器`进行查询。

### （2）顶级域名服务器 ###

*  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`。
 *  收到DNS查询请求时,就给出相应的回答(可能是最后的结果，也可能是下一步应当查找的域名服务器的IP地址)。

### （3）授权域名服务器(权限域名服务器) ###

*  `每台主机`都必须在`授权域名服务器`处登记。为了更加可靠地工作，一台主机最好至少有两个授权域名服务器。
 *  实际上，许多`域名服务器`都`同时`充当`本地域名服务器`和`授权域名服务器`。
 *  `授权域名服务器`总能将其管辖的`主机名`转换为该主机的`IP地址`。

### （4）本地域名服务器 ###

*  本地域名服务器对域名系统非常重要。
 *  每个因特网服务提供者(ISP)， 或一所大学，甚至一所大学中的各个系，都可以拥有一个本地域名服务器。
 *  `当一台主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给该主机的本地域名服务器`。
 *  事实上，我们在Windows系统中配置`“本地连接”`时，就需要填写DNS地址，这个地址就是`本地DNS (域名服务器)的地址`。

## 4.域名解析过程 ##

*  `域名解析是指把域名映射成为IP地址或把IP地址映射成域名的过程。前者称为正向解析，后者称为反向解析。`
 *  当客户端需要域名解析时，通过本机的DNS客户端构造一个`DNS请求报文`，以`UDP数据报`方式发往`本地域名服务器`。
 *  域名解析有两种方式:`递归查询`和`递归与迭代`相结合的查询。

### （1）递归查询方式 ###

*  **递归查询的过程如下图所示**， 由于该方法给根域名服务造成的负载过大，所以在实际中几乎不使用。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

### （2） 常用递归与迭代相结合的查询方式 ###

**常用递归与迭代相结合的查询方式如下图所示，该方式分为两个部分。**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
**(1)`主机`向`本地域名服务器`的查询采用的是`递归`查询**

*  也就是说，如果`本地主机`所询问的`本地域名服务器`不知道被查询域名的IP 地址，那么`本地域名服务器`就以`DNS客户`的身份，向`根域名服务器`继续发出`查询请求报文`(即替该主机继续查询)，而不是让该主机自己进行下一步的查询。
 *  在这种情况下，`本地域名服务器`只需向`根域名服务器查询`一次，后面的几次查询都是递归地在其他几个域名服务器之间进行的\[见图6.6(a)中的步骤③~⑥\]。
 *  在步骤⑦中，`本地域名服务器`从`根域名服务器`得到了所需的`IP地址`,最后在步骤⑧中，`本地域名服务器`把查询结果告诉`主机`m.xyz.com.

**(2)`本地域名服务器`向`根域名服务器`的查询采用`迭代`查询**

*  当`根域名服务器`收到`本地域名服务器`发出的`迭代查询请求报文`时，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉`本地域名服务器`:“你下一步应当向哪个`顶级域名服务器`进行查询”。
 *  然后让`本地域名服务器`向这个`顶级域名服务器`进行后续的查询，如图6.6(b)所示。
 *  同样，`顶级域名服务器`收到查询报文后，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉`本地域名服务器`下一步应向哪个·权限域名服务器·查询。
 *  最后，知道所要`解析的域名的IP地址`后，把这个`结果返回`给发起查询的`主机`。

**`下面举例说明域名解析的过程:`**  
**假定某客户机想获知域名为y.abc.com主机的IP地址，域名解析的过程(共使用8个UDP报文)如下:**

*  ①`客户机`向其`本地域名服务器`发出`DNS请求报文`。
 *  ②`本地域名服务器`收到请求后，查询`本地缓存`，若没有该记录，则以DNS客户的身份向`根域名服务器`发出解析请求。
 *  ③`根域名服务器`收到请求后，判断该域名属于.com域，将对应的`顶级域名服务器`dns.com的IP地址返回给`本地域名服务器`。
 *  ④`本地域名服务器`向`顶级域名服务器dns.com`发出解析`请求报文`。
 *  ⑤`顶级域名服务器dns.com`收到请求后，`判断`该域名`属于abc.com域`，因此将对应的`授权域名服务器dns.abc.com`的IP地址返回给`本地域名服务器`。
 *  ⑥`本地域名服务器`向`授权域名服务器dns.abc.com`发起解析`请求报文`。
 *  ⑦`授权域名服务器dns.abc.com`收到请求后，将查询`结果`返回给`本地域名服务器`。
 *  ⑧`本地域名服务器`将查询结果保存到`本地缓存`，同时返回给`客户机`。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxNDYwNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

>  *  为了提高DNS的查询效率，并减少因特网上的DNS查询报文数量，在域名服务器中广泛地使用了`高速缓存`。
>  *  当一个DNS服务器接收到DNS查询结果时，它能将该DNS信息缓存在高速  
>     缓存中。这样，当另一个相同的域名查询到达该DNS服务器时，该服务器就能够直接提供所要求的IP地址，而不需要再去向其他DNS服务器询问。
>  *  因为`主机名和IP地址之间的映射不是永久的，所以DNS服务器将在一段时间后丢弃高速缓存中的信息`。

[1.DNS]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#1DNS_2
[2.]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#2_11
[3.]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#3_42
[1]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#1_53
[2]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#2_61
[3]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#3_65
[4]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#4_70
[4.]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#4_80
[1 1]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#1_85
[2_]: https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105583806#2__88
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