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DNS原理解析

DNS進(jìn)化史

etc/hosts –> NIS –>DNS
起初域名和ip地址之間的解析都是完全存放在一個(gè)名為hosts的文件當(dāng)中，在這個(gè)文件當(dāng)中我們建立了ip和域名的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，在互聯(lián)網(wǎng)初期，這樣做完全是沒(méi)有問(wèn)題的，但是隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)越來(lái)越多，這個(gè)文件會(huì)變得越來(lái)越大，而且為了保證每臺(tái)主機(jī)都能有這樣的解析功能，我們不得不讓每臺(tái)主機(jī)都有同樣的文件，那么每次我們更新文件的時(shí)候，互聯(lián)網(wǎng)每臺(tái)主機(jī)都需要更新自己的hosts文件，這是一件工作量極其大的事情。

后期，人們采用了一種名為NIS的解決方式，實(shí)現(xiàn)的方法是把所有ip地址和網(wǎng)絡(luò)域名之間的對(duì)應(yīng)存放在一個(gè)服務(wù)器上，每次有主機(jī)需要進(jìn)行域名解析的時(shí)候，我們就讓該臺(tái)主機(jī)去訪問(wèn)這臺(tái)名為NIS的服務(wù)器，后來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)上百億，這樣對(duì)NIS服務(wù)器的負(fù)載極大，NIS不得不退出了歷史舞臺(tái)。

現(xiàn)在，我們使用DNS協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式、階層式的系統(tǒng)來(lái)管理ip地址和域名之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

DNS結(jié)構(gòu)

從上圖中，我們可以知道，DNS利用類(lèi)似樹(shù)狀目錄的架構(gòu)，將主機(jī)名的管理分配在不同層級(jí)的DNS服務(wù)器當(dāng)中，經(jīng)由分層管理，所以每一部DNS服務(wù)器記憶的信息就不會(huì)很多，而且若有IP 異動(dòng)時(shí)也相當(dāng)容易修改！因?yàn)槟闳绻呀?jīng)申請(qǐng)到主機(jī)名解析的授權(quán)，那么在你自己的DNS服務(wù)器中，就能夠修改全世界都可以查詢到的主機(jī)名了！

DNS是以樹(shù)狀目錄分階層的方式來(lái)處理主機(jī)名，我們知道樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的好處就是，父節(jié)點(diǎn)只關(guān)注他的子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容，而不關(guān)注他的孫子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容，這樣就在很大程度上實(shí)現(xiàn)了分治，根節(jié)點(diǎn)只需要管理它的子節(jié)點(diǎn).com .cn .edu等域名和ip地址之間的關(guān)系即可，再往下的baidu.com,qq.com域名就完全和他無(wú)關(guān)了。

DNS查詢流程

我們以客戶端第一次查詢百度為例子解釋DNS的查詢流程

遞歸和迭代的區(qū)別？
所謂 遞歸查詢過(guò)程 就是 “查詢的遞交者” 更替, 而 迭代查詢過(guò)程 則是 “查詢的遞交者”不變。

在需要DNS解析的客戶端，比如說(shuō)筆記本，當(dāng)我們解析www.baidu.con時(shí)我們會(huì)先進(jìn)行下面的操作：
操作系統(tǒng)會(huì)先檢查自己本地的hosts文件—>查找本地DNS解析器緩存(筆記本的緩存)
如果以上兩步都沒(méi)有找到會(huì)執(zhí)行上圖所示的步驟：

1.如果hosts與本地DNS解析器緩存都沒(méi)有相應(yīng)的網(wǎng)址映射關(guān)系，首先會(huì)找TCP/IP參數(shù)中設(shè)置的首選DNS服務(wù)器，在此我們叫它本地DNS服務(wù)器，進(jìn)入windows下的命令行窗口輸入ipconfig/all，即可查到你當(dāng)前的DNSsever.如圖

箭頭一是DHCP服務(wù)器，箭頭二是DNS服務(wù)器。
此服務(wù)器收到查詢時(shí)，如果要查詢的域名，包含在本地配置區(qū)域資源中，則返回解析結(jié)果給客戶機(jī)，完成域名解析，此解析具有權(quán)威性。如果要查詢的域名，不由本地DNS服務(wù)器區(qū)域解析，但該服務(wù)器已緩存了此網(wǎng)址映射關(guān)系，則調(diào)用這個(gè)IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有權(quán)威性。

2.如果本地DNS沒(méi)有該條記錄，那么本地DNS就把請(qǐng)求發(fā)至 “根DNS服務(wù)器”，“根DNS服務(wù)器”收到請(qǐng)求后會(huì)判斷這個(gè)域名(.com)是誰(shuí)來(lái)授權(quán)管理，并會(huì)返回一個(gè)負(fù)責(zé)該頂級(jí)域名服務(wù)器的一個(gè)IP。基于本例子，根服務(wù)器會(huì)發(fā)送.com服務(wù)器ip地址。（對(duì)應(yīng)圖中的2、3條信息記錄）。本地DNS服務(wù)器收到IP信息后，將會(huì)聯(lián)系負(fù)責(zé).com域的這臺(tái)服務(wù)器。這臺(tái)負(fù)責(zé).com域的服務(wù)器收到請(qǐng)求后，如果自己無(wú)法解析，它就會(huì)找一個(gè)管理.com域的下一級(jí)DNS服務(wù)器地址(baidu.com)給本地DNS服務(wù)器。(對(duì)應(yīng)途中4、5條信息記錄)，以此類(lèi)推下去，直至最后本地DNS得到了www.baidu.com服務(wù)器的IP地址

3.最后一步，本地DNS把查詢到的記錄進(jìn)行緩存并且將該條記錄返回給客戶端。對(duì)應(yīng)圖中的第10步。

我們把該過(guò)程畫(huà)成流程圖則如下所示：

DNS服務(wù)搭建

DNS相關(guān)軟件的安裝

我們使用主流的提供DNS服務(wù)的軟件，bind.下面我們先查詢一下該軟件的相關(guān)信息

安裝方法：[root@CentOs7 /etc/named]# yum -y install bind

服務(wù)器搭建規(guī)劃

規(guī)劃自己搭建的局域網(wǎng)的域名為xiaomi.com。由于我們搭建的DNS是不接上互聯(lián)網(wǎng)的，所以此處域名是可以隨意取得，我就使用xiaomi的域名了。

• 兩臺(tái)安裝了CentOs7.4的虛擬機(jī)，利用這兩臺(tái)主機(jī)搭建Master/Slave結(jié)構(gòu)的DNS服務(wù)
• 涉及到的配置文件：
  
  • named.conf(主要配置文件)
  • named.xiaomi.com(涉及到xiaomi.com這個(gè)域的正解配置文件)
  • named.ca (bind軟件提供的能夠解析根服務(wù)器的正解配置文件)

手把手教你搭建基本DNS服務(wù)器

搭建主DNS服務(wù)器

第一步：安裝bind軟件包，修改/etc/named.conf文件，對(duì)全局配置options修改如下:

第二步：在/etc/named.conf配置文件中加入一段有關(guān)xiaomi.com的zone文件。具體配置如下：

第三步：新建文件/var/named/xiaomi.com.zone,編輯正向解析區(qū)域文件，配置內(nèi)容如下：

第四步：重啟服務(wù)，并設(shè)置為開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)服務(wù)。

搭建從DNS服務(wù)器

步驟較為簡(jiǎn)單，連正解zone文件都不需要寫(xiě)，你只需要寫(xiě)個(gè)zone文件的類(lèi)似于聲明一樣的東西，寫(xiě)在主配置文件/etc/named.conf尾部。如下所示

當(dāng)你主配置文件的SOA記錄的serial變大時(shí)，從配置文件會(huì)自動(dòng)更新收到主配置文件的變化并努力保持一致。

參考文獻(xiàn)

• 《鳥(niǎo)哥的linux私房菜服務(wù)篇》
• DNS解析的工作原理及遞歸與迭代的區(qū)別
• 《TCP/IP詳解卷一：協(xié)議》