[linux系列|DNS]DNS详解①

背景

         前面我们做的所有实验，都是通过一个域名去访问web页面，实际上我们都是通过配置HOST解析来实现的，在实际生产中需要通过DNS进行解析，来获取域名对应的ip（或者ip对应的域名）。本章节我们将从如下几个方面说说dns：
        1.   dns的基本概述；
        2.   dns实现基本原理；
        3.   dns的记录类型；
        4.   A记录，NS记录，CNAME记录，PTR记录的实验！

DNS基本概述

1.    为什么需要域名？

         在互联网中，使用ip地址与服务器进行通信是行不通的，因为IP地址不好记忆，同时IP地址可能会经常变更，所以此时DNS协议就应运而生，然而DNS解决了什么问题呢？

        DNS主要用来管理域名与IP地址的对应关系表。

2     什么是DNS？

         DNS（Domain  Name  System）是“域名系统”的英文缩写，它所提供的服务是用来将域名转换为IP地址的工作。DNS就是一位翻译官，基本工作原理如下：

 3.    DNS域名结构

 由于因特网用户数量比较多，所以因特网在命名时采用的是层次树状结构的命名方法。

        1.    互联网中的域名是有结构有规划的；
        2.    由于域名进行了分级，在进行域名和ip地址解析时能更容易找到；
        3.    其次域名具有全球唯一性。

 根域：知道所有顶级域名服务器的域名和ip地址。

        全世界只有13组根域服务器，其中10组设置在美国，另外三组设置在英国，瑞典，日本。

顶级域：指导所有顶级域名服务器下注册的所有二级域名的ip地址

        顶级域有两种：通用域（com，cn）和国家域（hk，jp）

        顶级域名由ICANN（互联网名称与数字地址分配机构）委任的注册机构负责运行；

二级域：负责一个区域的域名服务器（aliyun.com）

        无需到ICANN进行申请，只需要到运行顶级域的注册机构（阿里，腾讯）去申请；

        如果申请的域名没有被注册，也没有被注册为商标，仅需要缴费一笔年费即可得到域名；

三级域或主机：根据服务器所提供的业务功能，选择配置对应的主机名称解析记录，比如（www，ops）

4.  DNS查询原理 

         DNS查询的结果通常会在本地域名服务器中进行缓存，如果本地域名服务器中有缓存的情况下，则会跳过如下DNS查询步骤，很快返回解析结果。 
        没有缓存的情况下，解析步骤如下：
        1.    用户在浏览器中输入example.com，则由本地域名服务器开始递归查询； 
        2.    本地域名服务器采用迭代查询的方式，向根域名服务器进行查询。
        3.    根域名服务器告诉本地域名服务器，下一步应该查询的顶级域名服务器.  TLD的IP地址；
        4.    本地域名服务器向顶级域名服务器.com  TLD进行查询。
        5.    .com  TLD服务器告诉本地域名服务器，下一步查询example.com权威域名服务器的ip地址；
        6.    本地域名服务器向example.com权威域名服务器发送查询；
        7.    example.com权威域名服务器告诉本地域名服务器所查询的主机ip地址；
        8.    本地域名服务器最后把查询到的ip地址相应给浏览器。

 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服务器在本地没有存储与之对应的信息，则该服务器需要询问其他的服务器，并将返回的查询结果提交给用户。

迭代查询：
        是指DNS服务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，用户在向这台DNS服务器提交查询请求，这样依次反复，直到返回查询结果。

 5.    DNS记录类型

 1.    A记录

         A记录可实现将域名指向IP地址，也称为正向解析；
        正向解析：域名---->dns服务器返回ip

2.    PTR

         PTR记录可以实现IP查询域名，也称为反向解析；
        反向解析：IP----->DNS服务返回域名

 3.    CNAME

         当需要将域名指向另外一个域名，在由另外一个域名提供IP地址，就需要添加CNAME记录。
        最常用的CNAME的场景有WAF，CDN

 4.    NS

         1.  客户端查询DNS服务，如果当前DNS无法提供权威解析，则返回一条NS记录；
         2.  客户端在通过NS记录中提供的DNS权威服务器进行解析； 

 6.   为什么要自建DNS

         企业常规做法：购买域名，完成ICP备案，并使用公网DNS服务进行免费（付费）解析。

为什么需要：

        1.    内网web服务，例如jenkins，jumpserver，wiki等，不适合解析至公网；
        2.    内网中间件服务DB，MQ等，由于会经常迁移或扩容，应该使用域名对外提供，便于维护。
        3.    服务器都要hostname,hostname应该设置为FQDN，需要维护主机名和主机的内网ip对应关系。

BIND实验 

 1.    什么是bind

BIND是一个开源的，稳定的，应用广泛的DNS服务；

BIND提供域名解析服务，权威域名服务器，DNS调试工具
        域名解析服务：将域名解析为IP地址；
        权威域名服务：能从该服务器查询到完整域名对应的IP地址，则这台服务器就算权威解析；
        DNS调试工具：主要提供DNS客户端调试工具，供客户端使用。

2.    bind安装

root@Client:~# sudo  apt  install  -y   bind9   bind9-utils

root@Client:~# systenctl  start named

root@Client:~# systemcatl   enable  named


bind9：通过主程序包
bind9-utils：提供工具包（dig   nslookup）

3.    bind配置文件

         3.1    主要配置文件格式

options{}：全局选项（监听端口，数据文件存储位置，缓存位置，权限等）

logging{}：服务日志选项

zone{}：自定义区域配置

include{}：包含文件

         3.2    配置文件示例

options 的参数设置会影响整个 BIND9 DNS环境的配置，具体各部分常用到的配置参数如下：
options{
listen-on：   用于配置监听的端口以及IPv4地址，默认的监听端口为：53；

listen-on-v6：用于监听 IPv6 地址以及端口；

directory:    用于指定读取DNS数据文件的文件夹，默认的文件夹的路径为：/var/cache/bind；

dump-file：   选项用来设置域名缓存数据库文件的位置，可以自己定义。默认的存储文件为：
named_dump.db；
statistics-file：     选项用来设置状态统计文件的位置，可以自己定义。；

memstatistics-file ： 选项用来设置服务器输出的内存使用统计信息。默认保存在 /var/named/data 目录下，文件名为 named.memstats；

allow-query：        选项用来设置允许DNS查询的客户端地址，默认值为localhost, 可以设置为某个网段、任意地址、具体的某台主机三种情况。例如，要修改为任意地址，就在括号内的加入 any，也可以引用之前创建的 acl 内的所有地址；
recursion：用于设置递归查询，一般客户机和服务器之间属于递归查询，即当客户机向DNS服务器发出查询请求后，若DNS服务器本身不能解析，则会向另外的DNS服务器发出查询请求，得到结果后转交给客户机。此选项有yes和no两个值。这个选项用于设置 Failover 非常有用；

dnssec-enable： 选项用来设置是否启用DNSSEC支持，DNSSEC可以用来验证DNS数据的有效性，该选项有yes和no两个值，默认值为yes。

dnssec-validation：选项用来设置是否启用DNSSEC确认，默认值为yes，可以选择 auto。

bindkeys-file ： 用来设置内置信任的密钥文件，其默认值为 /etc/named/iscdlv.key；

managed-keys-directory： 选项用于指定目录中的文件存储位置，跟踪管理 DNSSEC 密钥， 这部分的内容在后边会有介绍；
forwarders：DNS转发器。用于设定该DNS解析服务器无法进行当前域名解析的情况下，进行转发解析的DNS地址，其中 8.8.8.8 和 8.8.4.4 是谷歌的免费DNS服务器的网络地址；233.5.5.5 和 233.6.6.6 是阿里云的免费DNS地址。当设置了 forwarder 的转发器之后，所有的非本域的和在缓存中无法查找到的域名查询都转发都设置的DNS转发器，由DNS转发器 完成转发操作。因此这台转发器的缓存中就记录了丰富的域名信息。因此如果遇到非本域的查询，转发器的缓存就可以做到查询，从而减少了向外部的查询流量。

forward: 选择默认的IP地址即可；

rrset-order： 在 BIND 9 提供的负载均衡策略建立在一个名称（域名 - Name）使用多个资源记录 ( Records ) 的情况下，其实现的轮询机制并不是传统的负载均衡服务器实现的轮询机制 - 即追踪和记录每一次应答的资源顺序；
BIND 9 实现了一个类似 List 的数据结构，将所有的资源记录填入到 一个顺序表中，这个填入的次序随机，或者根据设定的参数随机；
格式：[class class_name] [type type_name] [name “domain_name”] order ordering
如果参数没有被赋值，那么默认的赋值为： class: ANY type: ANY Name: *
参数：
    fixed ： 根据 zone 文件定义资源记录的顺序按照顺序逐个进行解析；
    random： 根据 zone 文件资源记录随机返回解析记录；
    cyclic： 创建一个循环，循环输出资源记录；
    none： 完全随机的资源返回形式；

}

         ubuntu系统下安装bind9后的配置文件如下：

 /etc/bind         配置文件路径

named.conf         主配置文件，（可以下options，logging，zone，include）
root@Client:/etc/bind# cat named.conf
##  include引入定义全局选项的文件
include "/etc/bind/named.conf.options";
##  引入定义zone文件
include "/etc/bind/named.conf.local";
include "/etc/bind/named.conf.default-zones";


##  通过/etc/bind/named.conf.default-zones文件定义的zone区域，以下是记录各个zone中的详细信息
root@Client:/etc/bind# ls -l
total 48
-rw-r--r-- 1 root root 2403  5月 17 19:38 bind.keys
-rw-r--r-- 1 root root  237  8月 25  2020 db.0
-rw-r--r-- 1 root root  271  8月 25  2020 db.127
-rw-r--r-- 1 root root  237  8月 25  2020 db.255
-rw-r--r-- 1 root root  353  8月 25  2020 db.empty
-rw-r--r-- 1 root root  270  8月 25  2020 db.local

4.    实战场景1-正向解析（A记录）

用户通过DNS服务器10.10.10.128解析www.example.com
        1.    添加example.com区域配置文件；
        2.    添加区域数据库文件，配置NS记录返回DNS权威 服务器地址；
        3.    该区域的权威DNS地址为10.10.10.128
        4.    添加该域的A记录解析

         1.    定义zone区域；（可直接写在现有的zone的配置文件中，也可添加新的zone文件，在通过include进行导入。）

root@Client:/etc/bind# cat named.conf

include "/etc/bind/named.conf.options";
include "/etc/bind/named.conf.local";
include "/etc/bind/named.conf.default-zones";

##  添加新的zone文件
include "/etc/bind/laox.zone";


##  定义zone，并指定zone的详细内容在/etc/bind/example.com中
root@Client:/etc/bind# cat /etc/bind/laox.zone 
zone "example.com" {
   type master;
   file "/etc/bind/example.com";
};

 2.    编写zone区域的数据库文件        ；

##  定义zone的详细内容
root@Client:/etc/bind# cat /etc/bind/example.com

;DNS失效时间，单位不加默认为s
$TTL 1h

;区域名称    IN    SOA    example.com.（与区域名称一致）    邮箱
;区域名称可以用@，则表示当前区域
example.com.       IN      SOA     example.com.    root.example.com. (
        2022071715    ;序列号，十进制，不能超过十位，通常使用日期时间戳2022071715
        24h    ;（refresh  time）刷新时间，即每隔多久到主服务器查询一次
        2h    ;（retry time）重试时间，即刷新不成功多久后重试，应该小于refresh  time
        28d    ;（expire time)过期时间，当辅助DNS无法联系主DNS时，辅助DNS在多长时间内认为缓存是有效的    
        2d    ;权威应答的ttl；缓存dns服务器可以缓存记录多长时间
)

;给客户端返回NS记录
;Name Servers
example.com.       IN      NS	ns1.example.com.


;A记录，配置权威域名的真实ip地址
ns1.example.com.  IN      A	10.10.10.128

；正常的域名解析
www	IN	A	1.1.1.1
opt	IN	A	2.2.2.2
xhz	IN	A	10.101.1.1

3.   dig解析

 5.    实战场景2-正向解析（A记录-NS指向）

用户通过DNS服务器10.10.10.129解析opt.example.com
        1.    添加example.com区域配置文件；
        2.    添加区域数据库文件，配置NS记录返回DNS权威 服务器地址；
        3.    该区域的权威DNS地址为10.10.10.128
        4.    添加该域的A记录解析 

 10.10.10.128配置

root@Client:/etc/bind# cat example.com 
$TTL 1h
example.com.       IN      SOA     example.com.    root.example.com. (
        2019080901
        24h
        2h
        28d
        2d 
)

;Name Servers
;example.com.       IN      NS	ns1.example.com.


;Other Servers

;ns1.example.com.	IN      A	10.10.10.128
.example.com.	IN      A	10.10.10.128

www	IN	A	1.1.1.1
opt	IN	A	2.2.2.2
xhz	IN	A	10.101.1.1

10.10.10.129配置

root@Route:/etc/bind# cat example.com 
$TTL 1h
example.com.       IN      SOA     example.com.    root.example.com. (
        2019080901
        24h
        2h
        28d
        2d 
)

;Name Servers
example.com.       IN      NS	ns1.example.com.
www.example.com.	IN	NS	ns1.example.com.
opt.example.com.	IN	NS	ns1.example.com.


;Other Servers
ns1.example.com.  IN      A	10.10.10.128

测试

 6.    实战场景3-CNAME解析

 用户通过DNS服务器10.10.10.128解析www.job.com
        1.    添加job.com区域配置文件；
        2.    添加区域数据库文件，配置NS记录返回DNS权威 服务器地址；
        3.    该区域的权威DNS地址为10.10.10.128
        4.    添加该域的CNAME解析记录，解析至opt.example.com域名上

 配置：

##  前面opt。example.com的解析已经配置
root@Client:/etc/bind# cat job.com 
$TTL 1h
job.com.       IN      SOA     job.com.    root.job.com. (
        2019080901
        24h
        2h
        28d
        2d 
)

;Name Servers
job.com.       IN      NS	ns1.job.com.


;Other Servers

ns1.job.com.	IN      A	10.10.10.128

www	IN	CNAME	opt.example.com.

 测试

6.    实战场景4-PTRE解析（反向解析）

 配置反向解析PTR--->ip---->FQDN
        1.    反向区域文件名称为逆向网络地址，加.in-addr.arpa.后缀组成；
        2.    反向区域数据库文件，例如10.0.0.200的name为200，完全格式为200.0.0.10.in-addr.arpa.
建议维护一个主机域，然后再维护主机域的反向解析，

 

 128 PTR配置

root@ns1:/etc/bind# cat laox.zone 
zone "0.0.10.in-addr.arpa" {
	type master;
	file "/etc/bind/0.0.10.zone";
};
root@ns1:/etc/bind# 
root@ns1:/etc/bind# 
root@ns1:/etc/bind# cat 0.0.10.zone 
$TTL 1h
@       IN      SOA     0.0.10.in-addr.arpa.    root.example.com. (
        2019080901
        24h
        2h
        28d
        2d 
)

;Name Servers
@       IN      NS	ns1.example.com.


;Other Servers

128.10.10.10	IN      PTR	ns1.example.com.

11	IN	PTR	xhz.example.com.
12	IN	PTR	flf.example.com.
root@ns1:/etc/bind# 

 测试

 7.    工具的使用

##  通过哪个DNS来解析域名，正向解析
dig   www.example.com   @10.10.10.128

##通过ip解析对应的域名，反向解析
dig  -x  10.0.0.11   @10.10.10.128

##通过dig仅查A记录
dig   -t  a  example.com

##通过dig查看区域传送配置
dig   -t  AXFR   example.com   @10.10.10.128

#nslookup正向解析
nslookup   opt.example.com

##nslookup 反向解析
nslookup   10.0.0.11