DNS 服务的运行详解

时间  2021-04-08
标签 git github shell 数据库 浏览器 缓存 bash 服务器 网络 app 栏目 系统网络 繁體版
原文   原文链接

互联网是一个很大的地方。大量的协议和物理基础结构已经到位，使咱们可以轻松使用它。DNS是一个巨大的话题。在本文中，我将介绍有关DNS及其组成部分的基本知识，并探讨DNS解析的实际应用。git

DNS的目的＃

链接到互联网的每一个设备都有一个分配给它的IP地址。该设备能够托管大量服务，互联网上的任何人均可以经过使用其IP地址链接到该设备来访问。例如，Wikipedia已使其网站可访问IP地址103.102.166.224（该IP地址可能与您不一样），可是记住一长串数字以方便我联系它并不方便。Pffff。github

这将当即限制访问Internet上全部很酷的内容。wikipedia.org代替IP地址将更容易使用。咱们宁愿有某种机制能够为咱们记住这些映射。所以，就像电话中的联系人列表同样，DNS（域名系统的缩写）维护着一堆有关服务器名称（或更确切地说是域名）的信息，每当您打开任何网站时，Web浏览器都会无提示地查询这些信息。shell

从技术上讲，DNS是一个 分布式的分层数据库经过与该数据库进行交互（插入和检索信息）的机制在互联网上传播。DNS中的信息存储为资源记录（RR），这其实是域名和某些数据之间的映射。一些资源记录类型为：数据库

  • A ：将域名映射到IPv4地址。
  • AAAA ：映射到IPv6地址。
  • CNAME ：映射到域名的别名。
  • NS ：使用受权的域名服务器映射域名。
  • SOA ：指定域的区域的开始。

对于IP而言，拥有更多资源的资源记录对于将层次结构引入DNS并简化域名管理很是重要。在服务器的IP地址被更改的状况下，DNS还经过保持相同的服务器名称来带来可访问性的一致性。浏览器

DNS是互联网的关键结构，众所周知，若是没有DNS，DNS将会崩溃。缓存

URL的细分＃

在开始以前，让咱们先了解一个URL并弄清楚DNS解析URL的哪一部分。考虑如下URLbash

https://www.youtube.com/watch?v=dQw4w9WgXcQ
  • 创建链接后，“ https”是用于与Web服务通讯的协议。
  • “ www.youtube.com ”是表明托管Web服务的设备的域名，须要解析为IP地址。也称为彻底合格域名（FQDN）。
  • 'watch？v = dQw4w9WgXcQ'是咱们要在Web服务中访问的资源或页面。

FQDN字符串由用单点分隔的标签组成。传统上，FQDN以表明根域的点结束。“ www.youtube.com ”和“ www.youtube.com”。'是同样的。末尾的点在表示中能够省略，但内部全部分辨率都在末尾点就位的状况下发生。服务器

图像

DNS中的层次结构＃

网站域名＃

域名是互联网中的一个领域，拥有域名的实体对其拥有管理权-在DNS中为相应域名建立或更新资源记录。层次结构能够在域名中看到，而且能够可视化为树。wikipedia.org.是域名的示例。这等级制度域的数量从FQDN中的右标签到左标签降序。左侧的每一个标签都指定了右侧域的一个子域。层次结构中的第一个域是根域（由点表示）。网络

com，org，in，io是根域下的一些子域。根域下的第一级域称为顶级域（TLD），而且独立于根域进行操做。TLD的子域可供互联网用户购买。例如wikipedia，TLD的子域org.必须在某个时间点已购买。app

图像

  • com，org，in是根域的子域。
  • youtube，duckduckgo是com或com.域的子域。
  • www，music是youtube.com或youtube.com.域的子域。

拥有域名权限能够将其映射到某些网络设备（可能正在运行某些网络服务）的IP地址或建立子域。域全部者甚至能够选择将子域的权限委派给其余实体。例如，若是Google以为能够，那么它能够出售域名music.youtube.com并将域名的所有权限委派给买方。这是顶级域名（TLD）在出售子域名时一般会作的事情。

区域＃

区域是一组子域，其中包括域全部者对域进行彻底控制的域自己。根区域仅具备根域。管理根区域的ICANN组织有权建立更多的TLD（多是子域），就像过去同样。

根域的子域com，org是从在权威方面根域彻底独立的。这意味着，若是在com域下添加任何新的子域，则根域不会受到任何影响，由于该com域不在其管辖范围以内。facebook.com在单独的区域中。域apps.facebook.com和与developers.facebook.com处于同一区域facebook.com。若是facebook.com要添加新服务（例如直播电视），他们能够tv.facebook.com在同一区域中进行设置，而无需打扰父域com。

图像

一个域可能在其区域下仅包含几个子域，并为其余子域委派权限。

权威名称服务器＃

每一个域都有至少2个（用于冗余）与它们相关联的专用权威名称服务器。这些名称服务器维护并提供域及其子域的资源记录。若是查询域名，则最终将由其权威的名称服务器提供服务。

权威名称服务器是DNS的重要组成部分，由于它们造成了要查询域名解析的分布式层次数据库的节点。它们使DNS得以分发，由于每一个域名能够具备本身的名称服务器，而且不绑定到单个中央数据库。

管理员能够根据本身的选择配置名称服务器。大型组织能够维护本身的权威名称服务器，以管理其域专有的资源记录。可是，在其余域之间共享其权威名称服务器的域名是很常见的。换句话说，许多单独的，不相关的域名可能正在使用共享名称服务器。

行动中的DNS解析＃

DNS解析由DNS客户端启动，以寻求域名的某些信息（例如IP地址）。它建立一个DNS查询，并将其发送到DNS服务器，而后DNS服务器为DNS客户端解析该查询。当咱们链接到Internet时，咱们的网络配置将保留由咱们的ISP提供的默认DNS服务器。咱们甚至可使用咱们选择的DNS服务器。8.8.8.8是Google提供的一种很是流行，易于记忆的DNS服务器。

下图演示了DNS解析中查询和响应的流程。

图像

  1. 客户端A为域en.wikipedia.org寻找具备IP地址的Type资源记录，该客户端建立DNS查询并将其发送到配置的DNS服务器。
  2. 要查找en.wikipedia.orgDNS服务器的IP地址，必须首先找到该域的名称服务器。为了找到该名称服务器，DNS服务器从其域名服务器首先与DNS服务器一块儿存储的根域开始，开始从右向左一次解析一个标签的域名。接下来的一行将是org.它查询根域的权威名称服务器之一，以询问的名称服务器。org.请注意，它首先搜索名称服务器，由于它们拥有该域的全部信息。
  3. 查询的名称服务器将结果返回到DNS服务器。
  4. DNS服务器接下来向域名服务器之一查询org.域，以请求如下域名服务器的域名服务器：wikipedia.org
  5. 查询的名称服务器将合适的结果返回到DNS服务器。
  6. 最后，DNS服务器查询wikipedia.org名称服务器，询问如下内容的类型A记录：en.wikipedia.org
  7. 查询的名称服务器以类型A资源记录来响应DNS服务器。
  8. DNS服务器将此结果答复给提出查询的DNS客户端。

为了使名称服务器免于重复查询的负担，DNS服务器实现了高速缓存机制，而且仅在名称服务器中按层次结构查询名称服务器（若是它们在其高速缓存中没有客户端请求的资源记录）。为了解释DNS解析及其全部组成部分，以上插图未考虑缓存。若是DNS服务器和Namerserver没有所需的信息，它们将以适当的答案进行答复。

使用DiG的示例＃

在阅读完全部内容后，这是一段有趣的时光，您能够看到这一切并进行验证。我已经将DNS服务器设置为，208.67.222.222而且将使用dig实用程序在bash shell中执行几个DNS查询。

1.简单的挖掘查询＃

dig指望将域名做为参数，而且默认状况下将查询A类资源记录。下面是命令dig www.reddit.com及其输出。

neeraj@mrm:~$ dig www.reddit.com 
; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.reddit.com
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 16713
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 5, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;www.reddit.com.            IN    A
;; ANSWER SECTION:
www.reddit.com.        254    IN    CNAME    reddit.map.fastly.net.
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.65.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.129.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.193.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.1.140
;; Query time: 84 msec
;; SERVER: 208.67.222.222#53(208.67.222.222)
;; WHEN: Tue Sep 01 00:16:04 IST 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 142

输出说明：

上面输出的如下片断列出了DiG版本，发出的查询以及传递给dig的一些命令行选项。

; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.reddit.com
;; global options: +cmd

接下来是有关DNS标头的一些信息，例如标志，部分。

;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 16713
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 5, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

而后将查询发给DNS服务器。问题部分下的列格式为域名，DNS类，资源记录的类型。这里IN是指DNS类“ Internet”。

;; QUESTION SECTION:
;www.reddit.com.            IN    A

在“问题”部分以后是“答案”，“权限”和“其余”部分形式的响应。在此示例中，咱们仅具备“答案”部分，在该部分中，咱们接收CNAME到所查询域的Type资源记录而不是Type A，这多是由于A该域的Type资源记录不存在，而这是DNS服务器相对于查询所找到的。 CNAME基本上这样指定别名，www.reddit.com.而且reddit.map.fastly.net.是同一事物的两个不一样名称。域名后的数字是主机能够缓存资源记录的秒数。在CNAME咱们拥有“类型”A资源记录以后，reddit.map.fastly.net.这给了咱们4个IP地址，咱们可使用这些IP地址进行访问www.reddit.com.

;; ANSWER SECTION:
www.reddit.com.        254    IN    CNAME    reddit.map.fastly.net.
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.65.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.129.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.193.140
reddit.map.fastly.net.    30    IN    A    151.101.1.140

最后，咱们对整个操做有一些统计。操做所需的时间，查询的DNS服务器等。

;; Query time: 84 msec
;; SERVER: 208.67.222.222#53(208.67.222.222)
;; WHEN: Tue Sep 01 00:16:04 IST 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 142

2.更多 CNAME＃

您可能知道甚至能够从打开Facebook www.fb.com。让咱们看看发生了什么事。我鼓励您仔细阅读输出内容。

neeraj@mrm:~$ dig www.fb.com 
; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.fb.com
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 29969
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 3, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;www.fb.com.            IN    A
;; ANSWER SECTION:
www.fb.com.        6569    IN    CNAME    www.facebook.com.
www.facebook.com.    668    IN    CNAME    star-mini.c10r.facebook.com.
star-mini.c10r.facebook.com. 60    IN    A    157.240.198.35
;; Query time: 112 msec
;; SERVER: 208.67.222.222#53(208.67.222.222)
;; WHEN: Sun Sep 06 23:47:27 IST 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 111

啊! 所以，在“答案”部分中，咱们能够看到它 www.facebook.com只是的别名www.fb.com。

咱们甚至能够经过在域名以后放置“类型”来直接查询特定的资源记录。

neeraj@mrm:~$ dig www.fb.com CNAME
; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.fb.com CNAME
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 37259
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;www.fb.com.            IN    CNAME
;; ANSWER SECTION:
www.fb.com.        570    IN    CNAME    www.facebook.com.
;; Query time: 68 msec
;; SERVER: 208.67.222.222#53(208.67.222.222)
;; WHEN: Sun Sep 06 23:48:17 IST 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 66

3.完整的DNS解析＃

Dig实用程序具备一个有趣的标志+trace，它能够模拟DNS服务器如何解析查询。Dig会从根域开始迭代解析查询中的域名。您甚至能够将其与上图进行比较。最后，咱们获得告终果-的别名www.duckduckgo.com.以及与别名相关联的Type A资源记录。要求您检查输出。使用该+trace标志时，输出仅包含响应，而且在响应的每一个部分的底部都有已答复或被查询的DNS服务器的FQDN。

如今忽略NSEC3和RRSIG资源记录。

neeraj@mrm:~$ dig www.duckduckgo.com  +trace
; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.duckduckgo.com +trace
;; global options: +cmd
.            518400    IN    NS    a.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    b.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    c.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    d.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    e.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    f.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    g.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    h.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    i.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    j.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    k.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    l.root-servers.net.
.            518400    IN    NS    m.root-servers.net.
.            518400    IN    RRSIG    NS 8 0 518400 20200919050000 20200906040000 46594 . shcVsOdL/w+sH9xm8cdCgjCgu2feO/b5J7HAg8SdyHa1pzh/VSO+PL6N kLac2uYQZ//3bkPjPa1lRdBUTQvFfYWKRKz385NldCl1CSBMc5rpjyx3 qPgz21JVmV7BWzfehqduOhAQ0tk0+wahbcjEW3IfDydfpR+NXBh+DQg/ GSTZoXlfQ3UubGPdzIX9ihyRVwWe/dM5xc3ooLi/exPcNSm2exdpgHHY VsIWarQapYGFIbdrsNstevhrRp91ClfLm88ZwPEtjVjPoW3T7yffsC/O 7YNRc9q7g59srKAKaUHhjXx01HaXG/3SGKrsnQRgfTP6t8Tmdu/0fFGI erH7AQ==
;; Received 525 bytes from 208.67.222.222#53(208.67.222.222) in 59 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.
com.            86400    IN    DS    30909 8 2 E2D3C916F6DEEAC73294E8268FB5885044A833FC5459588F4A9184CF C41A5766
com.            86400    IN    RRSIG    DS 8 1 86400 20200919050000 20200906040000 46594 . RQNHtH2zX1hOpuchqw/ZFwRgDQU6oIvSNtUIWq2vnKKKmi0GL1eOJSPX zkEVq2vhSAjpfwqruMzSEL+fa4el1lA9ufC7lfOzONAIsvasPEyMxqDB qA8KxfdJNbBClA6iDiFvqP5zzNlgD2npNDIy4moxfhoM6bHqRYvBNqFC Sthsd3lA2rGcGJ0sbXYUaSSkqTABb+d8MqUifls5UHkGboWIs9hgTySZ oMnygnwolMJjE74xipQTD+FinBiUcfyRhe6BD/bO2JOkC6HyKRqfacBE 1xvGp7GGXJJ4DF8RY+rNuhWZrzx/U4yBThKHTZipaAwnLx1/MAy7wPLo 78bgug==
;; Received 1178 bytes from 198.97.190.53#53(h.root-servers.net) in 63 ms
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    dns1.p05.nsone.net.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    dns2.p05.nsone.net.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    dns3.p05.nsone.net.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    dns4.p05.nsone.net.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    ns04.quack-dns.com.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    ns03.quack-dns.com.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    ns02.quack-dns.com.
duckduckgo.com.        172800    IN    NS    ns01.quack-dns.com.
CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - CK0Q1GIN43N1ARRC9OSM6QPQR81H5M9A NS SOA RRSIG DNSKEY NSEC3PARAM
CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20200910044132 20200903033132 24966 com. K6VW6C0oC+auVPTbHxy4vSc4em0hAvhlzBiLRTqiO+axNGK71dwVKNVP Kzp7ltUjiuPvNtA0FxvwR8OwN57WXO7tR7tQWaWeE7+VhqPQMYuYa6dT 3HMFHa9udTCFyG5qdOZeYCPmfOon6un4IijrJ+yyDV817BGOvRfPsmUj fpENyGNckI0m/gNJ5ZfxECSTtxEJkMOjuHlIm7ETJ+qmow==
BN1FJS0UO0RMBT477B345GNU6A9CFODA.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - BN1FSPPU7UST4HCP0ADMG9U117OMTH0V NS DS RRSIG
BN1FJS0UO0RMBT477B345GNU6A9CFODA.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20200911053325 20200904042325 24966 com. Ec2/Sko4MmcDqenrDWRbHPk1NBc2fvkqPUmjTw2YZCgUI/Okj1QBytgt TgHK3zrpMUW6hBwyCdn3ewa6lt3FgOvCSY33/t9SgQDLz5cbqaOk+kYV ZYXtv5H3OdyK22vbO5SPvXMssMHhYbKqU+2M3IM7WN8PuQJ/BdpOQ4qG sbYgG19C3KDoYM0U5oMsvFmBIMzEPJR+BJ/f+1lqYvZ9qQ==
;; Received 947 bytes from 192.48.79.30#53(j.gtld-servers.net) in 199 ms
www.duckduckgo.com.    86400    IN    CNAME    duckduckgo.com.
duckduckgo.com.        200    IN    A    40.81.94.43
;; Received 77 bytes from 148.163.196.65#53(ns02.quack-dns.com) in 187 ms

输出说明：

  • Dig首先向DNS服务器询问根域的名称服务器。
  • h.root-servers.net而后，查询根domain（）的名称服务器之一以获取com.名称服务器。
  • 而后com.域名服务器h.root-servers.net中查询的域名服务器duckduckgo.com.和挖掘获得所要求的响应。
  • 最后，ns02.quack-dns.com名称服务器用CNAME和A键入资源记录进行回复。若是您在CNAME此处注意到资源记录，则无需www.在前面添加duckduckgo.com访问网站。

瞧！我但愿本文能帮助您了解DNS的基本工做原理。

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程