DNS详解

记住某台设备的IP地址是相当困难的，尤其是在较为复杂的网络中。因此专门设计了一种字符形式的主机命名机制，方便记忆。而在IP地址与主机名之间需要有一种转换机制和查询机制，提供这种机制的系统就是域名系统DNS（Domain Name）。

全球IPV4根服务器有13台，1个主根在美国，其余12台均为辅根，9台在美国，英国1台，瑞典1台，日本1台。

由中国主导，联合国际互联网WIDE机构展开雪人计划，于2016年在全球16个国家完成25台IPV6的服务器架设。中国部署了1台主根和3台辅根。

DNS会同时占用TCP和UDP的53端口，数据传输时使用TCP协议，域名解析时使用UDP协议。

6.1 Internet域名体系

• 名字由字符序列成，存在潜在的命名冲突。

• 名字空间的管理结构位于一个站点，随着机器数量的不断增多对管理工作带来很大负担。

• 名字到IP地址的映射经常发生变化，导致维护域名空间的工作量巨大。

因此DNS将因特网划分为多个顶级域，顶级域采用组织模式和地理模式的划分模式。

• 组织模式

  例如：

顶级Internet域名	含义
com	商业组织
edu	教育机构
gov	政府机构
mil	军事部门
net	主要网络支持中心
int	国际组织
org	其他组织

• 地理模式

  按照国家划分，每个申请加入Internet的国家都要向网络信息中心NIC（Network Information Center）注册一个顶级域名，例如cn代表中国，us代表美国。

NIC将顶级域的管理权分配给其它的管理机构，由这些管理机构再对被授权管理的域继续划分，形成二级域，负责划分二级域的机构可以再授权给其下属，由其继续划分，由此下去，形成层次型的Internet域名体系结构。

6.2 域名解析

• 静态域名解析

  静态域名解析是通过静态域名解析表进行的，即手动建立域名和IPV4地址之间的对应关系，例如win10中C:\Windows\System32\drivers\etc的hosts文件。

• 动态域名解析

  需要专用的域名解析服务器，提供从域名到IP地址的映射关系，负责接收客户提出的域名解析请求

  原理：

    

地址解析器（Resolver）和缓存区（Cache）一起构成DNS客户端，它的作用是接收用户程序的DNS请求，并对其作出回应，一般情况下是在同一台主机上。

用户使用域名访问某些应用服务

1. 用户程序向DNS Client的地址解析器发出DNS请求。

2. 地址解析器收到DNS请求后，首先查询本地域名缓存。

   • 如果本地缓存中存在映射表项，地址解析器就直接将域名对应的IP地址返回给用户程序。

   • 如果不存在，地址解析器就向DNS Server发送查询请求报文。

3. DNS Server收到查询报文后，首先判断是否归自己管理，根据不同结果回复相应的响应报文。

   • 如果归自己管理，DNS Server首先从自己的数据库中查询域名对应的IP地址。

   • 如果不归自己管理，将请求交给上一级处理，直到完成解析，将解析结果回复给DNS Client。

4. DNS Client的地址解析器接受并解析DNS Server发回来的响应报文，将解析结果返回给用户程序

在解析域名时首先采用静态域名解析方式，如果静态解析不成功，再采用动态域名解析。每次动态解析成功的域名与IP地址的映射均存放在动态缓存区中，当下一次查询相同域名时，可以直接从缓存区中读取。缓存区中的映射会被老化删除，以保证及时从域名服务器得到最新的内容。

6.3 域名后缀列表功能

可预先设置一些域名后缀，在域名解析时，只需输入域名的部分字段，系统会自动加上不同的后缀进行解析。如想查询“example.com”，可以在后缀列表中配置”com”，然后输入”example”,系统会自动连接成”example.com”。

6.4 DNS查询类型

• A类查询：

  查询域名对应的IP地址

• PTR查询

  查询IP地址对应的域名

补充：CDN

Content Delivery Network，即内容分发网络。

由于用户访问源站业务有性能瓶颈，便将源站的内容（JS脚本，CSS，图片，图标等静态资源文件）缓存到各个节点，并根据用户请求的位置调度至最接近用户的服务节点，直接由服务节点快速响应，有效降低用户访问延迟，提升可用性。

CNAME，即别名记录。

允许将多个名字映射到另一个域名。如一台名为“host.test.com”设备同时提供WWW和MAIL服务，为了用户访问服务，可以为这台设备配置两个别名“www.test.com”和“mail.test.com”,实际上都指向“host.test.com”。

在CDN的实现原理是给源站域名添加CANME，是加速节点的域名。当有请求，DNS服务器解析源站域名时，会发现有cname，这时DNS服务器会向cname域名发起请求，然后被调度至加速节点的域名。