计算机网络系列博文——目录
DNS域名解析协议
因特网主机标识
- 主机名 hostname
- IP地址 IP adress
域名系统（Domain Name System,DNS）
主要提供主机名到IP地址转换的服务
包括
- 一个由分层的DNS服务器实现的分布式数据库
- 一个使得主机能够查询分布式数据库的应用层协议
DNS服务器通常是运行Berkely Internet Name Domain（BIND）软件的UNIX机器
DNS协议基于UDP
端口:53
参见 [RFC 1034],[RFC 1035]
DNS服务
- 解析主机名为IP地址
- 主机别名(host aliasing) 主机可拥有一个 规范主机名 和若干主机别名。DNS提供通过主机别名获得规范主机名及主机IP的服务
- 邮件服务器别名 MX记录技术允许一个机构使用相同（但不同类型）的主机名。即该机构的web服务器可以和该机构的邮件服务器同名。
- 负载分配 DNS可用于在冗余的服务器间进行负载分配。一个规范主机名可以映射到一个地址集合，当用户请求解析该规范主机名时，DNS返回相应IP地址集合，但是在每次响应中轮换IP地址次序，以将负载分配到不同服务器（进程通常默认使用IP地址集合中的第一个地址）
DNS工作机制
分布式层次数据库
DNS使用了大量服务器，它们以层次方式组织，分布在全世界范围内。
DNS大致分三类
根DNS服务器
因特网上共13个根DNS服务器，标号[A-M]
每台逻辑上的根服务器实际上是一个冗余的服务器网络。
顶级域DNS服务器
负责顶级域名
负责com, org, net,edu等顶级域名和cn, uk, fr等国家顶级域名
参见 IANA TLD
权威DNS服务器
因特网上具有公共可访问主机的机构必须提供公共可访问的DNS记录。
机构可以选择实现自己的权威DNS服务器以管理该机构的公共可访问DNS记录，也可以选择由DNS服务提供商管理该机构的公共可访问DNS记录（付服务提供商钱，存服务提供商的权威DNS服务器里）
实践中，权威DNS服务器可能有多层。
本地DNS服务器
严格地说，不属于DNS层次结构
功能上非必须，提供代理，缓存作用
每个ISP(大学，院系，公司，小区)都拥有一台本地DNS服务器。本地DNS服务器通常在地理上临近用户主机。
当主机发出DNS请求时，请求被发往本地DNS服务器，本地DBS服务器起代理作用，它将请求转发到DNS服务器层次结构中。
递归查询 A请求B,B请求C,C返回给B,B返回给A
迭代查询 A请求B,B返回给A,A请求C,C返回给A
实践中，从主机到本地DNS的查询是递归的，从本地DNS到DNS层次结构的查询是迭代的。
DNS缓存
- 减少延时，减少DNS流量
- 在一个请求链中，当某DNS服务器接收到一个回答时，它能将该回答缓存在本地存储器中。
- 对一个请求，它首先查看本地缓存，若无，再请求相应DNS服务器。
- DNS在一定时间后（常为两天）会丢弃缓存的信息。
DNS记录
资源记录（Resource Record,RR） DNS服务器存储RR。每个DNS回答报文包含若干条RR。
资源记录 RR = （Name,Value,Type,TTL）
TTL 记录生存时间，即记录应当从缓存中移除的时间。
RR主要类型
- Type = A Name 为主机名，Value 是该主机名对应的IP地址。 A类RR提供规范主机名到IP地址的映射
- Type = NS Name 为域，Value为知晓如何获得该域中主机IP地址的权威DNS服务器的主机名。NS类RR提供沿查询链路由DNS的信息
- Type = CNAME Name 为主机别名，Value 为规范主机名。CNAME类RR提供别名到规范主机名的映射
- Type = MX Name为邮件服务器别名，Value为规范主机名。MX类RR提供邮件服务器别名到规范主机名的映射。MX记录允许一个机构的邮件服务器和其他服务器使用相同的别名。
对某给定主机名h，h的权威DNS服务器s1，DNS请求链中s1的上游DNS服务器s0，必有：
s1中有一条主机名h的A类记录；
s0中有一条NS记录，该记录对应包含主机名h的域；
s0中有一条A类记录，该记录提供NS记录中Value值所对应的IP地址；
DNS报文
DNS有且仅有查询，回答两种报文，且两者遵照相同的格式，格式如下：
首部区域
12byte
- 标识符字段 16bit 标识一次查询，一个请求/响应对中有相同的标识符。
- 标志字段 若干标志。 查询/回答标志位 指出报文为查询报文亦或回答报文；权威标志位 指示相应服务器是否为所查询主机名的权威服务器； 递归可用标志位 指示该DNS服务器是否支持递归查询；希望递归标志位 指示客户是否希望在服务器没有记录时执行递归查询；
- 问题数字段
- 回答RR数字段
- 权威RR数字段
- 附加RR数字段
问题区域
正在进行的查询信息
- 名字字段 所查询的主机名
- 类型字段 指示所查询的主机名类型 是否为邮件服务器地址（MX记录或A记录）
回答区域
所查询主机名相关的资源记录
若干条RR
权威区域
其他权威服务器的记录
附加区域
其他有帮助的记录
例如所查询的邮件服务器的规范主机名。
向DNS数据库中插入记录
DNS注册登记机构
商业实体，验证待注册域名的唯一性，将待注册域名输入DNS数据库，并为注册服务收取少量费用。
因特网名字和地址分配机构(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers,ICANN)
ICANN授权注册登记机构。
http://www.internic.net
向某注册登记机构注册域名h时，需要提供域名h的基本和辅助权威DNS服务器的名字和IP地址。
对所提供的每一个权威DNS服务器的名字和地址，该注册登记机构确保将相应的NS类记录，A类记录输入对应的顶级域DNS服务器。
注册者还需确保域名h的Web服务器A类记录，邮件服务器MX类记录被输入上述权威DNS服务器中。
其它资料
https://jocent.me/2017/06/18/dns-protocol-principle.html
DNS安全性
DDos
利用僵尸网络向根域名服务器发送大量ICMP ping报文。
向顶级域名服务器发送大量DNS请求。
中间人攻击
截获来自主机的请求并向主机发送伪造的回答
DNS毒害攻击
向DNS服务器发送伪造的回答，诱使服务器在它的缓存中接收伪造的记录
DNS反射攻击
利用DNS服务攻击其它主机。
构造大量DNS请求，将请求的源伪造为待攻击的主机，精心设计请求报文使得回答报文的大小大于请求报文的大小，从而起到放大攻击流量的作用。