DNS原理

DNS

简介

DNS（Domain Name Service），域名解析服务，是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP端口53。

DNS功能

• 正向解析，将主机名映射到IP地址
• 反向解析，通过IP得到主机名。

域名层级结构

在了解层级结构我们需要先知道什么是Fully Qualified Domain Name（FQDN完全限定域名），例如在cube.com这个域中主机名为ice的主机，其FQDN就是ice.cube.com
我们经常吧域名写成类似www.baidu.com其实在com后面还有一个’.’这个’.’就是域名空间的根。在根之下就是*域（TOP Level Domain，TLD）在每个*域之下还有二级域，二级域之下还有许多子域，而查询某个域名的时候，实际上会从后往前找也就是。例如查找ice.cube.com. 会先去找根服务器，根服务器返回.com的地址，再去请求.com，.com返回cube.com地址，再去请求cube.com。这时候cube.com发现ice.cube.com确实属于自己管辖，于是这时候返回IP地址，域名解析完成。
层级结构如下

查询类型

• 递归查询：简单理解，当有主机询问本地DNS服务器www.baidu.com这时候，本地DNS会查找资源记录，如果查找到了便返回，这个就是递归查询
• 迭代查询：简单的就是，当本地DNS发现找不到改资源记录，就会像根服务器发起请求，然后在向*域发起请求，一层一层迭代。直到找到对应的资源记录（当然如果你请求的域名没有对应的资源记录，这也是找不到的。这里说的是存在资源记录的情况下会一直查找下去，自顶向下，）。

域名解析过程

例如要寻找主机名为ice.cube.com，且DNS客户端为CentOS系统
1.主机查找本地的/etc/hosts文件，如果有对应的记录，直接可以访问。如果没有则到下一步
2.向本地的DNS服务器发起请求本地的DNS服务查找自己的记录，看能否找到请求的IP地址如果有这个地址，则返回地址给主机，如果不能则到下一步
3.发起迭代请求，首先向根服务器发起请求
4.根服务器发现无法给出ice.cube.com的地址，但是它能提供*域.com的地址，于是返回.com的地址
5.于是本地DNS服务器发送请求给.com名称服务器。询问ice.cube.com的IP地址
6.com名称服务器发现无法给出具体地址，但是知道cube.com的地址，于是.com返回.cube.com的地址。
7.本地DNS服务器向.cube.com发起请求。
8.当.cuce.com查看请求域名为ice.cube.com，查找记录，得到地址。然后返回本地DNS服务器地址。
9.本地DNS服务器缓存该地址并返回给主机
10,11.主机得到ice.cube.com对应的IP于是可以正常通信

DNS服务器的类型

• 主服务器
• 辅助服务器
• 缓存服务器

域和区域

在一组公共的DNS服务器上配置的DNS主机的集合被称为“区域（zone）”。在简单的网络上，一个区域可能会表示一个完整的DNS域，例如，域punyisp.com可能作为单独的区域进行DNS配置，在复杂的网络上，对子域的DNS配置有时会委派给其他区域，区域委派使负责子网管理的管理员能够直接管理子网的DNS配置，例如，域cocacola.com的管理员会将子域dallas.cocacola.com的DNS配置委派给一个区域，而这个区域是由Dallas办公室中的管理员控制的。这样就能近距离对域dallas.cocacols.com上的主机进行监视

区域文件

区域的DNS配置存储在一个区域文件中，当需要响应查询和发起查询时，DNS服务器会引用区域文件中的信息。区域文件是一个带有标准架构的文本文件，趋于稳健的内容由多个资源记录构成，一个资源记录就是一行文本。提供了一组有用的DNS配置信息。
一些常用的资源记录类型

• SOA：Start Of Authority，起始授权记录，为区域指定了权威的名称服务器； 一个区域解析库有且只能有一个SOA记录，而且必须放在第一条；
• NS：Name Service，NS表示名称服务器，NS记录为区域指定了一个名称服务器。虽然区域中可以有多个名称服务器（因此会有多条NS记录）但是只能有一条指定权威名称服务器的SOA记录
• A： Address, 地址记录，将域名映射到ipv4地址
• AAAA：地址记录， 将域名映射到ipv6地址
• CNAME：Canonical Name，规范名称。域名的别名；
• PTR：Pointer，IP –> FQDN
• MX：Mail eXchanger，邮件交换器；

资源记录的定义格式：

语法： name [TTL] IN RR_TYPE value
SOA：

• name: 当前区域的名字；例如”ice.cube.com”；
• value：有多部分组成

(1) 当前区域的区域名称（也可以使用主DNS服务器名称）；
(2) 当前区域管理员的邮箱地址；但地址中不能使用@符号，一般使用点号来替代；
(3) (主从服务协调属性的定义以及否定答案的TTL)

例如：

ns1.icecube.com  IN SOA ns1.icecube.com  admin.icecube.com (
             20180811   ; serial  
                    1D  ; refresh
                    1H  ; retry
                    1W  ; expire
                    3H )    ; minimum
    ```             
ns1.icecube.com这个是当前区域的名字
admin.icecube.com 当前区域管理员的邮箱，这里的@要用'.'代替实际上是[e-mail]
serial：***
refresh：表示备用DNS服务请求首选服务器更新其区域信息的时间间隔
retry ：指定在区域更新未成功时，需要等待多长时间，才应再次进行尝试
expire：指定备用名称服务器保留未刷新记录的上限时间
minimum：指定被输出区域记录的默认TTL

NS：

• name: 当前区域的区域名称
• value：当前区域的某DNS服务器的名字，例如ns1.icecube.com；

注意：一个区域可以有多个ns记录；
例如

        icecube.com.   IN A  192.168.253.128

MX：

• name: 当前区域的区域名称
• value：当前区域某邮件交换器的主机名；

注意：MX记录可以有多个；但每个记录的value之前应该有一个数字表示其优先级；
例如

    icecube.com.   IN MX  192.168.253.128

A：

• name：某FQDN，例如.
• value：某IPv4地址；

例如

www.icecube.com. IN A 192.168.253.128

AAAA：

• name：FQDN
• value: IPv6

PTR：

• name：IP地址，有特定格式，IP反过来写，而且加特定后缀；例如1.2.3.4的记录应该写为4.3.2.1.in-addr.arpa.；
• value：FQND

CNAME：

• name：FQDN格式的别名；
• value：FQDN格式的正式名字；.

例如：

web.icecube.com. IN CNAME  www.icecube.com

注意：
(1) TTL可以从全局继承；
(2) @表示当前区域的名称；可以用@替代当前区域名称
(3) 相邻的两条记录其name相同时，后面的可省略；
(4) 对于正向区域来说，各MX，NS等类型的记录的value为FQDN，此FQDN应该有一个A记录；