DNS服务器是如何工做的

原文：https://www.slashroot.in/how-dns-worksnode

做者：Sarath Pillai数据库

原文发表日期：2012年10月22日浏览器

翻译：tommwq服务器

1 DNS服务器历史简介

你们好！在这篇文章中，咱们将讨论互联网世界中最重要、最不可或缺的资源。这个资源咱们每一个人都会用到，不管咱们是否了解它。网站

网络中的每台机器都被一个数字地址所标识。网络中的机器使用这个地址相互通讯。若是没有将数字地址和一个名字相关联，要记住网络中全部的数字地址是很是困难的。即便对于本地网络中的少数主机，记住所有地址也是很难的。更不要说记住互联网上4亿多台主机的地址了。google

最初了解决这个问题，产生了hosts文件的概念。网络中的每台机器都有一个hosts文件（/etc/hosts），其中包含了名字到数字地址的映射。但随着时间的推移，问题来了：url

每台机器都须要本身更新地址映射条目。
没有通知机制，让客户端知道添加了新的地址映射条目。
随着时间的推移，hosts文件不断膨胀，变得难以处理。

在20世纪70年代中期，名字服务器（name servers）的概念出现了。名字服务器背后的思想是：人们更容易记住名字而非数字，尤为是名字描述了资源的某些特色时。spa

在网络中把名字转换成数字地址的问题，几乎和计算机网络自己同样古老。操作系统

若是网络中存在名字服务器，机器只需知道名字服务器的数字地址，以及目标机器或网站的名字。有了这些信息，机器能够向名字服务器查询目标机器的数字地址（IP地址）。

集中式名字服务器比/etc/hosts文件的解决方案更好。如今有了一个专门用于解析名字的中央服务器，机器只须要知道名字服务器的数字地址。不管什么时候发出请求，名字服务器都会返回目标机器名字对应的数字地址。

拥有中心名字服务器的主要优势在于，服务器的IP地址能够在其余机器无感知的状况下发生变动。此时名字服务器只须要更新IP地址条目。

可是中心名字服务器也有一些缺点，要是中心服务器不可用了怎么办？所以产生了多个名字服务器的想法，在网络中，一台做为主服务器，其余做为辅助服务器。若是主服务器不可用，则向辅助服务器查询答案。

即便是这种方案（主服务器和辅助服务器）也存在一些缺点。具体以下：

随着网络中名字数量的不断增长，名字服务器很难从数百万个条目中检索信息。咱们须要一种方法来管理这些名字。
假设一个名字服务器每秒收到大量查询请求，在这种状况下，名字服务器的负载会增长。咱们须要找到一种方法来分散负载。
咱们须要一种机制来隔离名字服务器中条目的维护工做，由于许多不一样的管理员都会添加条目。

2 互联网域名系统

完整的DNS功能在下面的RFC中解释：

RFC 1034
RFC 1035

互联网的域名系统是一个倒立的树状结构。树的顶部是根域名服务器（不用担忧，我会解释什么是根服务器），根服务器后面是顶级域名（Top Level Domain，TLD）服务器，以后是二级域名（Second Level Domain，SLD）服务器。各级域名用点（.）分隔。

理解上面加下划线的文字对于理解DNS的概念很是重要。

根服务器由一个点表示。

顶级域名分为两种类型，通用顶级域名（Generic Top Level Domain，gTLD）是诸如.com、.net、.org、.edu的域名。国家顶级域名（Country Code Top Level Domain，ccTLD）是相似.in、.us、.uk的域名。

咱们称www.slashroot.in是一个域名，这个域名是通用顶级域名、二级域名和主机名的组合。咱们过段时间再讨论这个问题。

咱们一般提到的域名，好比google.com，是顶级域名和二级域名的组合。

这个域名系统（树）中的每一个节点（node）都被分配给一个机构或组织来管理。对特定节点负责的组织被称为是是权威的（authoritative）。在DNS系统中，权威这个词会被屡次用到。

位于系统层级顶点的根名字服务器，其权威机构是一个名为ICANN（互联网名称与数字地址分配机构）的组织。

通用顶级域名也由ICANN管理，并委托给ICANN认证机构。国家顶级域名由ICANN认证给不一样国家管理。

在DNS系统中，委托是一个重要的概念。我会在另一篇文章中介绍委托。

理解下面这个事实是很是重要的：在相似www.slashroot.in的地址中，最左边的部分（www）是主机名。网站使用www主机名只是出于惯例。没有规则要求网站必须使用什么主机名。网站也能够命名为xyz.example.com。

3 当我在浏览器地址栏中输入www.example.com时发生了什么？

根名字服务器（.）是名字服务器层次结构中最重要的资源。当一个名字服务器查询不到请求的信息时，它首先会询问根名字服务器。

一共有13个根名字服务器，包括：

a.root-servers.net.
b.root-servers.net.
c.root-servers.net.
d.root-servers.net.
e.root-servers.net.
f.root-servers.net.
g.root-servers.net.
h.root-servers.net.
i.root-servers.net.
j.root-servers.net.
k.root-servers.net.
l.root-servers.net.
m.root-servers.net.

如今全部DNS软件都包含上述所有根服务器的IP地址。所以DNS服务器能够访问任意一个根服务器，无需向其余服务器查询。

步骤1：用户在浏览器中输入www.example.com。

步骤2：操做系统首先检查/etc/hosts文件，查找www.example.com的IP地址。（这一机制能够经过/etc/nsswitch调整），而后检查/etc/resolv.conf文件，查找DNS服务器的IP地址。

步骤3：DNS服务器在其数据库中查询www.example.com。若是找到记录，返回。若是没有找到，向根服务器查询。

步骤4：根服务器会返回.com顶级域名服务器的地址（顶级域名服务器知道全部二级域名服务器）。在这里例子中咱们查询的是www.example.com，因此根服务器将返回.com顶级域名服务器的信息。

若是输入的是www.example.net，根服务器将返回.net顶级域名服务器的地址。

步骤5：如今.com顶级域名服务器将为咱们提供example.com二级域名服务器的地址。

步骤6：example.com二级域名服务器将返回www主机（www是主机名）的IP地址。

如今让咱们看看这个过程其实是如何工做的。

[root@myvm1 ~]# dig +trace www.google.com

; <<>> DiG 9.3.4-P1 <<>> +trace www.google.com
;; global options:  printcmd
.                       5       IN      NS      a.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      b.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      c.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      d.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      e.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      f.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      g.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      h.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      i.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      j.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      k.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      l.root-servers.net.
.                       5       IN      NS      m.root-servers.net.
;; Received 228 bytes from 192.168.159.2#53(192.168.159.2) in 49 ms

com.                    172800  IN      NS      a.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      b.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      c.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      d.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      e.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      f.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      g.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      h.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      i.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      j.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      k.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      l.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      m.gtld-servers.net.
;; Received 504 bytes from 198.41.0.4#53(a.root-servers.net) in 153 ms

google.com.             172800  IN      NS      ns2.google.com.
google.com.             172800  IN      NS      ns1.google.com.
google.com.             172800  IN      NS      ns3.google.com.
google.com.             172800  IN      NS      ns4.google.com.
;; Received 168 bytes from 192.33.14.30#53(b.gtld-servers.net) in 12 ms

www.google.com.         300     IN      A       74.125.236.48
www.google.com.         300     IN      A       74.125.236.50
www.google.com.         300     IN      A       74.125.236.51
www.google.com.         300     IN      A       74.125.236.49
www.google.com.         300     IN      A       74.125.236.52
;; Received 112 bytes from 216.239.34.10#53(ns2.google.com) in 108 ms

如今你能够从dig输出中清楚地看到，请求首先发送到根服务器。a.root-servers.net返回的都是.com通用顶级域名服务器。而后b.gtld-servers.net返回了google.com的二级域名服务器。最终，ns2.google.com返回了www.google.com的IP地址。

但愿大家喜欢这个帖子！！