DNS理论基础解析

1.DNS 简介

域名是由圆点分开一串字符组成的，每一个域名都对应一个IP 地址，这一命名的方法(或这样管理域名的系统)称为域名系统(Domain Name System，DNS)。

在Internet 上，域名与IP 地址之间是一一对应的，域名虽然便于人们记忆，但计算机之间只互相认识IP 地址，它们之间的转换工作称为域名解析。域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成。安装有域名系统的服务器就是DNS 服务器，或称为域名服务器。

域名服务器管理着一种用于TCP/IP 应用程序的分布式数据库，它提供主机名字和IP 地址之间的转换及有关电子邮件的选路信息。分布式是指在Internet 上的单个站点不能拥有所有的信息，每个站点(如大学中的系、校园、公司或公司中的部门)保留它自己的信息数据库，并运行一个服务器程序，供Internet 上的其他系统(客户程序)查询。

DNS 提供了允许服务器和客户程序相互通信的协议，网络用户通过UDP 协议和DNS 服务器进行通信，而服务器在特定的53 端口监听，并返回用户所需的相关信息。

1)DNS 功能

DNS 的主要功能就是将域名转换成IP 地址或将IP 地址转换成域名。对于用户而言，可以通过使用便于记忆的域名来间接使用IP 地址访问网络资源。

2)DNS 的域名结构

DNS 采用层次化的分布式的名字系统，是一个树状结构。从上到下有根域(root)、顶级域、二级域、子域，最下一层是主机。InterNIC (国际互联网络信息中心)负责管理世界范围的IP 地址分配，也管理着Internet 整个域结构。域名的层次组织结构如图3-1-1 所示。

顶级域名被分为以下3 部分:

(1)arpa 是一个用于地址到名字转换的特殊域。

(2)7 个3 字符长的普通域，或者称为组织域。

(3)所有2 字符长的域均是基于ISO 3166 中定义的国家代码，这些域称为国家域，或地理域。

图3-1-1　域名的层次组织结构

7 个普通域的正式划分见表3-1-1。(www.xing528.com)

表3-1-1　7 个普通域的正式划分

3)域名服务器

域名服务器负责管理和保存域名空间的部分区域的主机域名和IP 地址映射关系数据，同时响应来自DNS 客户端的请求，将查询的结果返回客户端。域名服务器通常分为本地域名服务器和根域名服务器。目前，在Internet 上有十几个根域名服务器，多数在北美。

4)DNS 系统的工作过程

DNS 的工作原理及过程分以下几个步骤:

第1 步，客户机提出域名解析请求，并将该请求发送给本地的域名服务器。

第2 步，当本地的域名服务器收到请求后，先查询本地的缓存，如果有该记录项，则本地的域名服务器就直接把查询的结果返回。

第3 步，如果本地的缓存中没有该记录，则本地域名服务器就直接把请求发给根域名服务器，然后由根域名服务器返回本地域名服务器一个所查询域(根的子域)的主域名服务器的地址。

第4 步，本地服务器向上一步返回的域名服务器发送请求，然后接收请求的服务器查询自己的缓存，如果没有该记录，则返回相关的下级域名服务器的地址。

第5 步，重复第4 步，直到找到正确的记录。

第6 步，本地域名服务器把返回的结果保存到缓存，以备下一次使用，同时还将结果返回客户机。

假设客户端PC1 要访问主机www.sohu.com，则应首先向本地域名服务器S1 查询www.sohu.com 的IP 地址，若S1 没有所需的数据，则S1 以客户端身份向根域名服务器S2 提出查询请求，S2 将负责管辖sohu.com 的域名服务器S3 的IP 地址传送给S1，S1 向S3 提出查询请求，S3 将查询结果(即www.sohu.com 的IP 地址)返回S1。最后，S1 将结果送回客户端PC1。

5)DNS 服务器的数据缓存和转发功能

DNS 服务器会将查到的数据保存一份在自己的缓存中，下次可以直接调用。当DNS 服务器没有客户端所需数据时，可以不向根域名服务器查询，而将请求转发给其他DNS 服务器。