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              超清晰的 DNS 原理入门指南

              2019-4-9 01:01| 投稿: xiaotiger |来自: 互联网


              免责声明:本站系公益性非盈利IT技术普及网,本文由投稿者转载自互联网的公开文章,文末均已注明出处,其内容和?#35745;?#29256;权归原网站或作者所有,文中所述不代表本站观点,若有无意侵权或转载不当之处请从网站右下角联系我们处理,谢谢合作!

              摘要: 来源:阮一峰www.ruanyifeng.com/blog/2016/06/dns.htmlDNS 是互联网核心协议之一。不管是上网浏览,还是编程开发,都需要了解一点它的知识。本?#21335;?#32454;介绍DNS的原理,以及如何运用工具软件观察它的运作。我的目标是,读完此文后,你就能完全理解DNS。一、DNS 是什么?DNS (Domain Name System 的缩写 ...

              来源:阮一峰

              www.ruanyifeng.com/blog/2016/06/dns.html

              DNS 是互联网核心协议之一。不管是上网浏览,还是编程开发,都需要了解一点它的知识。

              本?#21335;?#32454;介绍DNS的原理,以及如何运用工具软件观察它的运作。我的目标是,读完此文后,你就能完全理解DNS。

              一、DNS 是什么?

              DNS (Domain Name System 的缩写)的作用非常简单,就是根据域名查出IP地址。你可以把它想象成一本巨大的电话本。

              举例来说,如果你要访问域名math.stackexchange.com,首先要通过DNS查出它的IP地址是151.101.129.69。

              如果你不清楚为什么一定要查出IP地址,才能进行网络通信,建议先阅读我写的 《互联网协议入门》 。

              二、查询过程

              虽然只需要返回一个IP地址,但是DNS的查询过程非常复杂,分成多个步骤。

              工具软件dig可以显示整个查询过程。

              $ dig math.stackexchange.com

              上面的命令会输出六段信息。

              第一段是查询?#38382;?#21644;统计。

              第二段是查询内容。

              上面结果表示,查询域名math.stackexchange.com的A记录,A是address的缩写。

              第三段是DNS服务器的答复。

              上面结果显示,math.stackexchange.com有四个A记录,?#27492;?#20010;IP地址。600是TTL值(Time to live 的缩写),表示缓存时间,即600秒之内不用重新查询。

              第四段显示stackexchange.com的NS记录(Name Server的缩写),即哪些服务器负责管理stackexchange.com的DNS记录。

              上面结果显示stackexchange.com共有四条NS记录,?#27492;?#20010;域名服务器,向其中任一台查询就能知道math.stackexchange.com的IP地址是什么。

              第五段是上面四个域名服务器的IP地址,这是随着前一段一起返回的。

              第六段是DNS服务器的一些传输信息。

              上面结果显示,本机的DNS服务器是192.168.1.253,查询端口是53(DNS服务器的默认端口),以及回应长度是305字节。

              如果不想看到这么多内容,可以使用+short?#38382;?/p>

              $ dig +short math.stackexchange.com

              151.101.129.69
              151.101.65.69
              151.101.193.69
              151.101.1.69

              上面命令只返回math.stackexchange.com?#26434;?#30340;4个IP地址(即A记录)。

              三、DNS服务器

              下面我们根据前面这个例子,一步步还原,本机到?#33258;?#20040;得到域名math.stackexchange.com的IP地址。

              首先,本机一定要知道DNS服务器的IP地址,否则上不了网。通过DNS服务器,才能知道某个域名的IP地址到底是什么。

              DNS服务器的IP地址,有可能是动态的,?#30475;?#19978;网时由网关分配,这叫做DHCP机制;也有可能是事先指定的固定地址。Linux系统里面,DNS服务器的IP地址保存在/etc/resolv.conf文件。

              上例的DNS服务器是192.168.1.253,这是一个内网地址。有一些公网的DNS服务器,?#37096;?#20197;使用,其中最有名的就是Google的8.8.8.8和Level 3的4.2.2.2。

              本机只向自己的DNS服务器查询,dig命令有一个@?#38382;?#26174;示向其他DNS服务器查询的结果。

              $ dig @4.2.2.2 math.stackexchange.com

              上面命令指定向DNS服务器4.2.2.2查询。

              四、域名的层级

              DNS服务器怎么会知道每个域名的IP地址呢?#30475;?#26696;是分级查询。

              请仔细看前面的例子,每个域名的尾部都多了一个点。

              比如,域名math.stackexchange.com显示为math.stackexchange.com.。这不是疏忽,而是所有域名的尾部,?#23548;?#19978;都有一个根域名。

              举例来说,www.example.com真正的域名是www.example.com.root,简写为www.example.com.。因为,根域名.root对于所有域名都是一样的,所以平时是省略的。

              根域名的下一级,叫做”顶级域名?#20445;╰op-level domain,缩写为TLD),比如.com、.net;再下一级叫做”次级域名?#20445;╯econd-level domain,缩写为SLD),比如www.example.com里面的.example,这一级域名是用户可以注册的;再下一级是主机名(host),比如www.example.com里面的www,又称为”三级域名?#20445;?#36825;是用户在自己的域里面为服务器分配的名称,是用户可以?#25105;?#20998;配的。

              总结一下,域名的层级结构如下。

              主机名.次级域名.顶级域名.根域名
              # 即
              host.sld.tld.root

              五、根域名服务器

              DNS服务器根据域名的层级,进行分级查询。

              需要明确的是,每一级域名都有自己的NS记录,NS记录指向该级域名的域名服务器。这些服务器知道下一级域名的各种记录。

              所谓”分级查询?#20445;?#23601;是从根域名开始,?#26469;?#26597;询每一级域名的NS记录,直到查到最终的IP地址,过程大致如下。

              1. 从”根域名服务器”查到”顶级域名服务器”的NS记录和A记录(IP地址)

              2. 从”顶级域名服务器”查到”次级域名服务器”的NS记录和A记录(IP地址)

              3. 从”次级域名服务器”查出”主机名”的IP地址

              仔细看上面的过程,你可能发现了,没有提到DNS服务器怎么知道”根域名服务器”的IP地址。回答是”根域名服务器”的NS记录和IP地址一般是不会变化的,所以内置在DNS服务器里面。

              下面是内置的根域名服务器IP地址的一个例子。

              上面列表中,列出了根域名(.root)的三条NS记录A.ROOT-SERVERS.NET、B.ROOT-SERVERS.NET和C.ROOT-SERVERS.NET,以及它们的IP地址(即A记录)198.41.0.4、192.228.79.201、192.33.4.12。

              另外,可以看到所有记录的TTL值是3600000秒,相当于1000小时。也就是说,每1000小时才查询一次根域名服务器的列表。

              目前,世界上一共有十三组根域名服务器,从A.ROOT-SERVERS.NET一直到M.ROOT-SERVERS.NET。

              六、分级查询的实例

              dig命令的+trace?#38382;?#21487;以显示DNS的整个分级查询过程。

              $ dig +trace math.stackexchange.com

              上面命令的第一段列出根域名.的所有NS记录,?#27492;?#26377;根域名服务器。

              根据内置的根域名服务器IP地址,DNS服务器向所有这些IP地址发出查询请求,询问math.stackexchange.com的顶级域名服务器com.的NS记录。最先回复的根域名服务器将被缓存,以后只向这台服务器发请求。

              接着是第二段。

              上面结果显示.com域名的13条NS记录,同时返回的还有每一条记录?#26434;?#30340;IP地址。

              然后,DNS服务器向这些顶级域名服务器发出查询请求,询问math.stackexchange.com的次级域名stackexchange.com的NS记录。

              上面结果显示stackexchange.com有四条NS记录,同时返回的还有每一条NS记录?#26434;?#30340;IP地址。

              然后,DNS服务器向上面这四台NS服务器查询math.stackexchange.com的主机名。

              上面结果显示,math.stackexchange.com有4条A记录,即这四个IP地址都可以访问到网站。并?#19968;?#26174;示,最先返回结果的NS服务器是ns-463.awsdns-57.com,IP地址为205.251.193.207。

              七、NS 记录的查询

              dig命令可以单独查看每一级域名的NS记录。

              $ dig ns com
              $ dig ns stackexchange.com

              +short?#38382;?#21487;以显示简化的结果。

              $ dig +short ns com
              $ dig +short ns stackexchange.com

              八、DNS的记录类型

              域名与IP之间的?#26434;?#20851;系,称为”记录?#20445;╮ecord)。根据使用场景,”记录”可以分成不同的类型(type),前面已经看到了有A记录和NS记录。

              常见的DNS记录类型如下。

              (1) A:地址记录(Address),返回域名指向的IP地址。

              (2) NS:域名服务器记录(Name Server),返回保存下一级域名信息的服务器地址。该记录只能设置为域名,不能设置为IP地址。

              (3)MX:邮件记录(Mail eXchange),返回接收电子邮件的服务器地址。

              (4)CNAME:规范名称记录(Canonical Name),返回另一个域名,即当?#23433;?#35810;的域名是另一个域名的跳转,详见下文。

              (5)PTR:逆向查询记录(Pointer Record),只用于从IP地址查询域名,详见下文。

              一般来说,为了服务的安全可靠,至少应该有两条NS记录,而A记录和MX记录?#37096;?#20197;有多条,这样就提供了服务的冗余性,防止出现单点失败。

              CNAME记录主要用于域名的内部跳转,为服务器配置提供灵活性,用户感知不到。举例来说,facebook.github.io这个域名就是一个CNAME记录。

              $ dig facebook.github.io
              ...
              ;; ANSWER SECTION:
              facebook.github.io. 3370 IN CNAME github.map.fastly.net.
              github.map.fastly.net. 600 IN A 103.245.222.133

              上面结果显示,facebook.github.io的CNAME记录指向github.map.fastly.net。也就是说,用户查询facebook.github.io的时候,?#23548;?#19978;返回的是github.map.fastly.net的IP地址。这样的?#20040;?#26159;,变更服务器IP地址的时候,只要修改github.map.fastly.net这个域名就可以了,用户的facebook.github.io域名不用修改。

              由于CNAME记录就是一个替换,所以域名一旦设置CNAME记录以后,就不能再设置其他记录了(比如A记录和MX记录),这是为了防?#20849;?#29983;冲突。举例来说,foo.com指向bar.com,而两个域名各有自己的MX记录,如果两者不一致,就会产生问题。由于顶级域名通常要设置MX记录,所以一般不允许用户对顶级域名设置CNAME记录。

              PTR记录用于从IP地址反查域名。dig命令的-x?#38382;?#29992;于查询PTR记录。

              $ dig -x 192.30.252.153
              ...
              ;; ANSWER SECTION:
              153.252.30.192.in-addr.arpa. 3600 IN PTR pages.github.com.

              上面结果显示,192.30.252.153这台服务器的域名是pages.github.com。

              逆向查询的一个应用,是可以防止垃圾邮件,即验证发送邮件的IP地址,是否真的有它所声称的域名。

              dig命令可以查看指定的记录类型。

              $ dig a github.com
              $ dig ns github.com
              $ dig mx github.com

              九、其他DNS工具

              除了dig,还有一些其他小工具?#37096;?#20197;使用。

              (1)host 命令

              host命令可以看作dig命令的简化版本,返回当前请求域名的各种记录。

              $ host github.com

              github.com has address 192.30.252.121
              github.com mail is handled by 5 ALT2.ASPMX.L.GOOGLE.COM.
              github.com mail is handled by 10 ALT4.ASPMX.L.GOOGLE.COM.
              github.com mail is handled by 10 ALT3.ASPMX.L.GOOGLE.COM.
              github.com mail is handled by 5 ALT1.ASPMX.L.GOOGLE.COM.
              github.com mail is handled by 1 ASPMX.L.GOOGLE.COM.

              $ host facebook.github.com

              facebook.github.com is an alias for github.map.fastly.net.
              github.map.fastly.net has address 103.245.222.133

              host命令?#37096;?#20197;用于逆向查询,?#21019;覫P地址查询域名,等同于dig -x 。

              $ host 192.30.252.153
              153.252.30.192.in-addr.arpa domain name pointer pages.github.com.

              (2)nslookup 命令

              nslookup命令用于互动式地查询域名记录。

              $ nslookup

              > facebook.github.io
              Server: 192.168.1.253
              Address: 192.168.1.253#53

              Non-authoritative answer:
              facebook.github.io canonical name = github.map.fastly.net.
              Name: github.map.fastly.net
              Address: 103.245.222.133
              >

              (3)whois 命令

              whois命令用来查看域名的注册情况。

              $ whois github.com

              十、参考文章

              • DNS: The Good Parts, by Pete Keen

              • DNS 101, by Mark McDonnell

              附:DNS百科

              DNS(Domain Name System,域名系统),因特网上作为域名和IP地址相互?#25104;?#30340;一个分?#38469;?#25968;据库,能够使用户更方便的访问互联网,而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名,最终得到该主机名?#26434;?#30340;IP地址的过程叫做域名解析(或主机名解析)。DNS协议运?#24615;赨DP协议之上,使用端口号53。在RFC文档中RFC 2181对DNS有规范说明,RFC 2136对DNS的动态更新进行说明,RFC 2308对DNS查询的反向缓存进行说明。

              DNS功能

              每个IP地址都可以有一个主机名,主机名由一个或多个?#22336;?#20018;组成,?#22336;?#20018;之间用小数点隔开。有了主机名,就不要死记硬背每台IP设备的IP地址,只要记住相对直观有意义的主机名就行了。这就是DNS协议所要完成的功能。

              主机名到IP地址的?#25104;?#26377;两?#22336;?#24335;:

              1)静态?#25104;洌?#27599;台设备上都配置主机到IP地址的?#25104;洌?#21508;设备独立维护自己的?#25104;?#34920;,而且?#36824;?#26412;设备使用;

              2)动态?#25104;洌?#24314;立一套域名解析系统(DNS),只在专门的DNS服务器上配置主机到IP地址的?#25104;洌?#32593;络上需要使用主机名通信的设备,首先需要到DNS服务器查询主机所?#26434;?#30340;IP地址。

              通过主机名,最终得到该主机名?#26434;?#30340;IP地址的过程叫做域名解析(或主机名解析)。在解析域名时,可以首先采用静态域名解析的方法,如果静态域名解析不成功,再采用动态域名解析的方法。可以将一些常用的域名放入静态域名解析表中,这样可?#28304;?#22823;提高域名解析效?#30465;?/p>

              DNS安全问题

              1.针对域名系统的恶意攻击:DDOS攻击造成域名解析?#34987;盡?/p>

              2.域名劫持:修改注册信息、劫持解析结果。

              3.国家性质的域名系统安全事件:“.ly”域名?#34987;盡ⅰ?af”域名的域名管理权变更。

              4.系统上运行的DNS服务存在漏洞,导致被黑?#31361;?#21462;权限,从而篡改DNS信息。

              5.DNS设置不当,导致泄漏一些敏?#34892;?#24687;。提供给黑客进一步攻击提供有力信息。

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              本文出自:https://www.toutiao.com/a6677305488507404811/

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