在 Linux/CentOS上配置 DNS服务器(使用Bind提供域名解析服务)

DNS域名解析服务

相较于由数字构成的IP地址，域名更容易被理解和记忆，所以我们通常更习惯通过域名的方式来
访问网络中的资源。但是，网络中的计算机之间只能基于IP地址来相互识别对方的身份，而且要想在互联网中传输数据，也必须基于外网的IP地址来完成。

为了降低用户访问网络资源的门槛，DNS（Domain Name System，域名系统）技术应运而生。这是一项用于管理和解析域名与IP地址对应关系的技术，简单来说，就是能够接受用户输入的域名或IP地址，然后自动查找与之匹配（或者说具有映射关系）的IP地址或域名，即将域名解析为IP地址（正向解析），或将IP地址解析为域名（反向解析）。这样一来，我们只需要在浏览器中输入域名就能打开想要访问的网站了。DNS域名解析技术的正向解析也是我们最常使用的一种工作模式。

鉴于互联网中的域名和IP地址对应关系数据库太过庞大，DNS域名解析服务采用了类似目录树的层次结构来记录域名与IP地址之间的对应关系，从而形成了一个分布式的数据库系统，如图所示。

域名后缀一般分为国际域名和国内域名。原则上来讲，域名后缀都有严格的定义，但在实际使用时可以不必严格遵守。目前最常见的域名后缀有.com（商业组织）、.org（非营利组织）、.gov（政府部门）、.net（网络服务商）、.edu（教研机构）、.pub（公共大众）、.cn（中国国家顶级域名）等。

当今世界的信息化程度越来越高，大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术不断涌现，全球网民的数量据说也超过了35亿，而且每年还在以10%的速度迅速增长。这些因素导致互联网中的域名数量进一步激增，被访问的频率也进一步加大。假设全球网民每人每天只访问一个网站域名，而且只访问一次，也会产生35亿次的查询请求，如此庞大的请求数量肯定无法被某一台服务器全部处理掉。DNS技术作为互联网基础设施中重要的一环，为了为网民提供不间断、稳定且快速的域名查询服务，保证互联网的正常运转，提供了下面三种类型的服务器。

主服务器：在特定区域内具有唯一性，负责维护该区域内的域名与IP地址之间的对应关系。

从服务器：从主服务器中获得域名与IP地址的对应关系并进行维护，以防主服务器宕机等情况。

缓存服务器：通过向其他域名解析服务器查询获得域名与IP地址的对应关系，并将经常查询的域名信息保存到服务器本地，以此来提高重复查询时的效率。

简单来说，主服务器是用于管理域名和IP地址对应关系的真正服务器，从服务器帮助主服务器“打下手”，分散部署在各个国家、省市或地区，以便让用户就近查询域名，从而减轻主服务器的负载压力。缓存服务器不太常用，一般部署在企业内网的网关位置，用于加速用户的域名查询请求。

DNS域名解析服务采用分布式的数据结构来存放海量的“区域数据”信息，在执行用户发起的域名查询请求时，具有递归查询和迭代查询两种方式。所谓递归查询，是指DNS服务器在收到用户发起的请求时，必须向用户返回一个准确的查询结果。如果DNS服务器本地没有存储与之对应的信息，则该服务器需要询问其他服务器，并将返回的查询结果提交给用户。而迭代查询则是指，DNS服务器在收到用户发起的请求时，并不直接回复查询结果，而是告诉另一台DNS服务器的地址，用户再向这台DNS服务器提交请求，这样依次反复，直到返回查询结果。

由此可见，当用户向就近的一台DNS服务器发起对某个域名的查询请求之后（这里以www.linuxprobe.com为例），其查询流程大致如图所示。

                     向DNS服务器发起域名查询请求的流程

当用户向网络指定的DNS服务器发起一个域名请求时，通常情况下会有本地由此DNS服务器向上级的DNS服务器发送迭代查询请求；如果该DNS服务器没有要查询的信息，则会进一步向上级DNS服务器发送迭代查询请求，直到获得准确的查询结果为止。其中最高级、最权威的根DNS服务器总共有13台，分布在世界各地，其管理单位、具体的地理位置，以及IP地址如所示。

                              13台根DNS服务器的具体信息

名称	管理单位	        地理位置	        IP地址
A	INTERNIC.NET	美国-弗吉尼亚州	198.41.0.4
B	美国信息科学研究所	美国-加利弗尼亚州	128.9.0.107
C	PSINet公司	    美国-弗吉尼亚州	192.33.4.12
D	马里兰大学	    美国-马里兰州	    128.8.10.90
E	美国航空航天管理局	美国加利弗尼亚州	192.203.230.10
F	因特网软件联盟	美国加利弗尼亚州	192.5.5.241
G	美国国防部网络信息中心	美国弗吉尼亚州	192.112.36.4
H	美国陆军研究所	美国-马里兰州	    128.63.2.53
I	Autonomica公司	瑞典-斯德哥尔摩	192.36.148.17
J	VeriSign公司	   美国-弗吉尼亚州	192.58.128.30
K	RIPE NCC	   英国-伦敦	       193.0.14.129
L	IANA	       美国-弗吉尼亚州	199.7.83.42
M	WIDE Project   日本-东京	       202.12.27.33

安装Bind服务程序

BIND（Berkeley Internet Name Domain，伯克利因特网名称域）服务是全球范围内使用最广泛、最安全可靠且高效的域名解析服务程序。DNS域名解析服务作为互联网基础设施服务，其责任之重可想而知，因此建议大家在生产环境中安装部署bind服务程序时加上chroot（俗称牢笼机制）扩展包，以便有效地限制bind服务程序仅能对自身的配置文件进行操作，以确保整个服务器的安全。

yum install bind-chroot -y

bind服务程序的配置并不简单，因为要想为用户提供健全的DNS查询服务，要在本地保存相关的域名数据库，而如果把所有域名和IP地址的对应关系都写入到某个配置文件中，估计要有上千万条的参数，这样既不利于程序的执行效率，也不方便日后的修改和维护。因此在bind服务程序中有下面这三个比较关键的文件:

主配置文件（/etc/named.conf）：只有58行，而且在去除注释信息和空行之后，实际有效的参数仅有30行左右，这些参数用来定义bind服务程序的运行。

区域配置文件（/etc/named.rfc1912.zones）：用来保存域名和IP地址对应关系的所在位置。类似于图书的目录，对应着每个域和相应IP地址所在的具体位置，当需要查看或修改时，可根据这个位置找到相关文件。

数据配置文件目录（/var/named）：该目录用来保存域名和IP地址真实对应关系的数据配置文件。

在Linux系统中，bind服务程序的名称为named。首先需要在/etc目录中找到该服务程序的主配置文件，然后把第11行和第17行的地址均修改为any，分别表示服务器上的所有IP地址均可提供DNS域名解析服务，以及允许所有人对本服务器发送DNS查询请求。这两个地方一定要修改准确。

如前所述，bind服务程序的区域配置文件（/etc/named.rfc1912.zones）用来保存域名和IP地址对应关系的所在位置。在这个文件中，定义了域名与IP地址解析规则保存的文件位置以及服务类型等内容，而没有包含具体的域名、IP地址对应关系等信息。服务类型有三种，分别为hint（根区域）、master（主区域）、slave（辅助区域），其中常用的master和slave指的就是主服务器和从服务器。将域名解析为IP地址的正向解析参数和将IP地址解析为域名的反向解析参数分别如图所示。

                             正向解析参数

反向解析参数

下面的实验中会分别修改bind服务程序的主配置文件、区域配置文件与数据配置文件。如果在实验中遇到了bind服务程序启动失败的情况，而您认为这是由于参数写错而导致的，则可以执行named-checkconf命令和named-checkzone命令，分别检查主配置文件与数据配置文件中语法或参数的错误。

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正向解析实验

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在DNS域名解析服务中，正向解析是指根据域名（主机名）查找到对应的IP地址。也就是说，当用户输入了一个域名后，bind服务程序会自动进行查找，并将匹配到的IP地址返给用户。这也是最常用的DNS工作模式。
准备主机名

第1步：编辑区域配置文件。该文件中默认已经有了一些无关紧要的解析参数，旨在让用户有一个参考。我们可以将下面的参数添加到区域配置文件的最下面，当然，也可以将该文件中的原有信息全部清空，而只保留自己的域名解析信息：

第2步：编辑数据配置文件。我们可以从/var/named目录中复制一份正向解析的模板文件（named.localhost），然后把域名和IP地址的对应数据填写数据配置文件中并保存。在复制时记得加上-a参数，这可以保留原始文件的所有者、所属组、权限属性等信息，以便让bind服务程序顺利读取文件内容：


编辑数据配置文件。在保存并退出后文件后记得重启named服务程序，让新的解析数据生效。考虑到正向解析文件中的参数较多，而且相对都比较重要， 在每个参数后面都作了简要的说明。

$TTL 1D #生存周期为1天
@ IN SOA shiyan1.example.com. root.shiyan1.example.com. (
#授权信息开始: #DNS区域的地址 #域名管理员的邮箱(不要用@符号)
0;serial #更新序列号
1D;refresh #更新时间
1H;retry #重试延时
1W;expire #失效时间
3H;)minimum #无效解析记录的缓存时间
NS ns.shiyan1.example.com. #域名服务器记录
ns IN A 192.168.23.131 #地址记录(ns.shiyan1.example.com.)
IN MX 10 mail.shiyan1.example.com. #邮箱交换记录
mail IN A 192.168.23.131 #地址记录(mail.shiyan1.example.com.)
www IN A 192.168.23.131 #地址记录(www.shiyan1.example.com.)
bbs IN A 192.168.23.133 #地址记录(bbs.shiyan1.example.com.)

$TTL 1D
@ IN SOA shiyan1.com root.shiyan1.com. (
0 ; serial
1D ; refresh
1H ; retry
1W ; expire
3H ) ; minimum
NS ns.shiyan1.com.
ns IN A 192.168.23.131
IN MX 23 mail.shiyan1.com.
mail IN A 192.168.23.131
www IN A 192.168.23.131
bbs IN A 192.168.23.133

第3步：检验解析结果。为了检验解析结果，一定要先把Linux系统网卡中的DNS地址参数修改成本机IP地址，这样就可以使用由本机提供的DNS查询服务了。nslookup命令用于检测能否从DNS服务器中查询到域名与IP地址的解析记录，进而更准确地检验DNS服务器是否已经能够为用户提供服务。
因为没有nslookup命令 所以安装相关包

反向解析实验

在DNS域名解析服务中，反向解析的作用是将用户提交的IP地址解析为对应的域名信息，它一般用于对某个IP地址上绑定的所有域名进行整体屏蔽，屏蔽由某些域名发送的垃圾邮件。它也可以针对某个IP地址进行反向解析，大致判断出有多少个网站运行在上面。当购买虚拟主机时，可以使用这一功能验证虚拟主机提供商是否有严重的超售问题。

第1步：编辑区域配置文件。在编辑该文件时，除了不要写错格式之外，还需要记住此处定义的数据配置文件名称，因为一会儿还需要在/var/named目录中建立与其对应的同名文件。反向解析是把IP地址解析成域名格式，因此在定义zone（区域）时应该要把IP地址反写，比如原来是192.168.10.0，反写后应该就是10.168.192，而且只需写出IP地址的网络位即可。把下列参数添加至正向解析参数的后面。

第2步：编辑数据配置文件。首先从/var/named目录中复制一份反向解析的模板文件（named.loopback），然后把下面的参数填写到文件中。其中，IP地址仅需要写主机位，如图所示。

$TTL 1D
@ IN SOA shiyan1.com root.shiyan1.com. (
0 ; serial
1D ; refresh
1H ; retry
1W ; expire
3H ) ; minimum
NS ns.linuxprobe.com.
ns A 192.168.23.131
10 PTR ns.linuxprobe.com.
10 PTR mail.linuxprobe.com.
10 PTR www.linuxprobe.com.
20 PTR bbs.linuxprobe.com.

提示报错查看日志

查看/etc/resolv.conf

查看区域文件

重启测试

安全的加密传输
前文反复提及，域名解析服务是互联网基础设施中重要的一环，几乎所有的网络应用都依赖于DNS才能正常运行。如果DNS服务发生故障，那么即便Web网站或电子邮件系统服务等都正常运行，用户也无法找到并使用它们了。

互联网中的绝大多数DNS服务器（超过95%）都是基于BIND域名解析服务搭建的，而bind服务程序为了提供安全的解析服务，已经对TSIG（RFC 2845）加密机制提供了支持。TSIG主要是利用了密码编码的方式来保护区域信息的传输（Zone Transfer），即TSIG加密机制保证了DNS服务器之间传输域名区域信息的安全性。

接下来的实验依然使用了表13-2中的两台服务器。

书接上回。前面在从服务器上配妥bind服务程序并重启后，即可看到从主服务器中获取到的数据配置文件。

主机名称 操作系统 IP地址
实验1主服务器 CentOS 7 192.168.23.131
实验2从服务器 CentOS 7 192.168.23.133

第1步：在主服务器中生成密钥。dnssec-keygen命令用于生成安全的DNS服务密钥，其格式为“dnssec-keygen [参数]”，常用的参数以及作用如下所示。

                        dnssec-keygen命令的常用参数

参数 作用
-a 指定加密算法，包括RSAMD5（RSA）、RSASHA1、DSA、NSEC3RSASHA1、NSEC3DSA等
-b 密钥长度（HMAC-MD5的密钥长度在1~512位之间）
-n 密钥的类型（HOST表示与主机相关）

使用下述命令生成一个主机名称为master-slave的128位HMAC-MD5算法的密钥文件。在执行该命令后默认会在当前目录中生成公钥和私钥文件，我们需要把私钥文件中Key参数后面的值记录下来，一会儿要将其写入传输配置文件中。

dnssec-keygen -a HMAC-MD5 -b 128 -n HOST master-slave

第2步：在主服务器中创建密钥验证文件。进入bind服务程序用于保存配置文件的目录，把刚刚生成的密钥名称、加密算法和私钥加密字符串按照下面格式写入到tansfer.key传输配置文件中。为了安全起见，我们需要将文件的所属组修改成named，并将文件权限设置得要小一点，然后把该文件做一个硬链接到/etc目录中。

第3步：开启并加载Bind服务的密钥验证功能。首先需要在主服务器的主配置文件中加载密钥验证文件，然后进行设置，使得只允许带有master-slave密钥认证的DNS服务器同步数据配置文件：

至此，DNS主服务器的TSIG密钥加密传输功能就已经配置完成。此时清空DNS从服务器同步目录中所有的数据配置文件，然后再次重启bind服务程序，这时就已经不能像刚才那样自动获取到数据配置文件了。

第4步：配置从服务器，使其支持密钥验证。配置DNS从服务器和主服务器的方法大致相同，都需要在bind服务程序的配置文件目录中创建密钥认证文件，并设置相应的权限，然后把该文件做一个硬链接到/etc目录中。
准备yum包

第5步：开启并加载从服务器的密钥验证功能。这一步的操作步骤也同样是在主配置文件中加载密钥认证文件，然后按照指定格式写上主服务器的IP地址和密钥名称。注意，密钥名称等参数位置不要太靠前，大约在第43行比较合适，否则bind服务程序会因为没有加载完预设参数而报错：

第6步：DNS从服务器同步域名区域数据。现在，两台服务器的bind服务程序都已经配置妥当，并匹配到了相同的密钥认证文件。接下来在从服务器上重启bind服务程序，可以发现又能顺利地同步到数据配置文件了。