域名系统与服务-计算机网络基础

1.域名服务和域名系统

由于使用IP 地址来指定计算机不方便人们的记忆，并且输入时也容易出现错误，因此，人们研究了一种用字符标识网络中计算机名称的方法。这种命名方法就像每个人的姓名一样，这就是域名（Domain Name）。域名是Internet 中联网计算机的名称。

Internet 的域名服务是通过一些专门的服务器来完成的。这些专门的服务器被称为域名服务器（Domain Name Server），用来处理IP 地址和域名之间的转换。

我们将把域名翻译成IP 地址的软件称为域名系统（Domain Name System，DNS）。它是一种管理名字的方法，即用划分不同的域来负责各个子系统的名字。系统中的每一层为一个域，每个域用一个点分开。

2.域名结构

为了便于记忆和理解，入网计算机的域名取值应遵守一定的规则。域名结构为层次结构：计算机主机名.机构名.网络名.最高层域名，如www.sjtu.edu.cn，其中：

（1）cn 为最高层域名，也称为一级域名，它通常分配给主干网结点，取值为国家名，如这里的cn 代表中国。

（2）edu 为网络名，属二级域名，它通常表示组网的部门或组织。中国互联网二级域名共40 个，如edu 表示教育部门，gov 表示政府部门，com 表示商业部门，net 表示网络支持中心，mil 表示军事组织等。二级域以下的域名由组网部门分配和管理。

（3）sjtu 为机构名，在此为三级域名，表示上海交通大学。全国任何单位都可以作为三级域名登记在相应的二级域名之下。

（4）www 表示这台主机提供WWW 服务。(www.xing528.com)

除了层次域名外，DNS 还运用“客户-服务器”交互来帮助管理域名。本质上，整个域名系统以一个大的分布式数据库方式工作。大多数具有Internet 连接的组织都有一个域名服务器，每个服务器包含连接其他域名服务器的信息。结果是这些服务器形成一个大的互相协调工作的域名数据库。在Internet 中，域名系统这个分布式的主机信息数据库采用“客户—服务器”机制，域名系统数据库为树状结构，如图7.4所示。每当一个应用需要将域名翻译成IP 地址时，该应用就可看作域名系统的一个客户。该客户将待翻译的域名放在一个DNS请求信息中，并将这个请求发给DNS 服务器。服务器从请求中取出域名，将它翻译成对等的IP 地址，然后在一个回答信息中将结果地址返回给应用。

图7.4　Internet 域名服务器结构

Internet 上的每个域名服务器中包括整个数据库的一部分信息，并提供给客户端查询。当用户查询某个域名服务器时，先向本地域名服务器查询地址，本地域名服务器再向上级服务器查询，直到逐级查找到指定的目标服务器为止。

这里要特别指出的是，域名仅仅是一种可用于区分和识别用户主机的方法，它和Internet中的网络划分（如IP 中的网络标识）并没有直接的关系。同一个网段上的主机可以属于相同或者不同的域（由相同或者不同的域名服务器管辖）。

3.域名解析

将域名翻译成对等的IP 地址的过程就是域名解析，完成这种翻译工作的软件就称为域名解析器软件。许多操作系统都将域名解析器软件作为可以调用的库程序。

域名地址与IP 地址的映射实质上是域名向IP 地址的映射，即域名解析。将用户指定的域名映射到负责该域名管理的服务器的IP 地址，从而可以和该域名服务器进行通信，获得域内主机的信息。域名解析是由一系列域名服务器来完成的，这些域名服务器是运行在指定主机上的软件，能够完成从域名到IP 地址的映射。

1984年公布的域名系统类似于分布式数据库查询系统，每台域名服务器记录本域内的主机和IP 地址的映射信息，以及上级域名服务器的IP 地址等，采用“客户-服务器”方式进行工作。当一个用户希望通过指定域名来获得对应的IP 地址时，系统自动调用解析程序（其中的输入参数为要求解析的域名地址，返回值为对应的IP 地址）。该程序首先查找本地的名为HOSTS 的文件，或访问本地的DNS 服务器。DNS 服务器查找本地地址数据库，如果本地的服务器知道地址（或该地址原来就在本地服务器的地址数据库中），立即返回IP 地址；否则本地的DNS 服务器代表该用户访问更高/较低一级的域名系统。这就是用户接入Internet时必须向上级机构注册域名和分配IP 地址的原因。域名注册时，上级机构同时指定一个或多个节点负责完成相应域名地址和IP 地址的映射工作，最终必有一个域名系统知道该用户节点的入口。