DNS 原理
一、DNS 是什么？
?
DNS （Domain Name System 的縮寫）的作用非常簡單，就是根據域名查出IP地址。你可以把它想象成一本巨大的電話本。
?
舉例來說，如果你要訪問域名math.stackexchange.com，首先要通過DNS查出它的IP地址是151.101.129.69。
?
如果你不清楚為什么一定要查出IP地址，才能進行網絡通信，建議先閱讀我寫的 《互聯網協議入門》 。
?
二、查詢過程
?
雖然只需要返回一個IP地址，但是DNS的查詢過程非常復雜，分成多個步驟。
?
工具軟件dig可以顯示整個查詢過程。
?
$?dig?math.stackexchange.com?
上面的命令會輸出六段信息。
?
?
?
第一段是查詢參數和統計。
?
?
?
第二段是查詢內容。
?
?
?
上面結果表示，查詢域名math.stackexchange.com的A記錄，A是address的縮寫。
?
第三段是DNS服務器的答復。
?
?
?
上面結果顯示，math.stackexchange.com有四個A記錄，即四個IP地址。600是TTL值（Time to live 的縮寫），表示緩存時間，即600秒之內不用重新查詢。
?
第四段顯示stackexchange.com的NS記錄（Name Server的縮寫），即哪些服務器負責管理stackexchange.com的DNS記錄。
?
?
?
上面結果顯示stackexchange.com共有四條NS記錄，即四個域名服務器，向其中任一臺查詢就能知道math.stackexchange.com的IP地址是什么。
?
第五段是上面四個域名服務器的IP地址，這是隨著前一段一起返回的。
?
第六段是DNS服務器的一些傳輸信息。
?
?
?
上面結果顯示，本機的DNS服務器是192.168.1.253，查詢端口是53（DNS服務器的默認端口），以及回應長度是305字節。
?
如果不想看到這么多內容，可以使用+short參數。
?
$?dig?+short math.stackexchange.com151.101.129.69
151.101.65.69
151.101.193.69
151.101.1.69
?
上面命令只返回math.stackexchange.com對應的4個IP地址（即A記錄）。
?
三、DNS服務器
?
下面我們根據前面這個例子，一步步還原，本機到底怎么得到域名math.stackexchange.com的IP地址。
?
首先，本機一定要知道DNS服務器的IP地址，否則上不了網。通過DNS服務器，才能知道某個域名的IP地址到底是什么。
?
?
?
DNS服務器的IP地址，有可能是動態的，每次上網時由網關分配，這叫做DHCP機制；也有可能是事先指定的固定地址。Linux系統里面，DNS服務器的IP地址保存在/etc/resolv.conf文件。
?
上例的DNS服務器是192.168.1.253，這是一個內網地址。有一些公網的DNS服務器，也可以使用，其中最有名的就是Google的8.8.8.8和Level 3的4.2.2.2。
?
本機只向自己的DNS服務器查詢，dig命令有一個@參數，顯示向其他DNS服務器查詢的結果。
?
$?dig?@4.2.2.2?math.stackexchange.com?
上面命令指定向DNS服務器4.2.2.2查詢。
?
四、域名的層級
?
DNS服務器怎么會知道每個域名的IP地址呢？答案是分級查詢。
?
請仔細看前面的例子，每個域名的尾部都多了一個點。
?
?
?
比如，域名math.stackexchange.com顯示為math.stackexchange.com.。這不是疏忽，而是所有域名的尾部，實際上都有一個根域名。
?
舉例來說，www.example.com真正的域名是www.example.com.root，簡寫為www.example.com.。因為，根域名.root對于所有域名都是一樣的，所以平時是省略的。
?
根域名的下一級，叫做”頂級域名”（top-level domain，縮寫為TLD），比如.com、.net；再下一級叫做”次級域名”（second-level domain，縮寫為SLD），比如www.example.com里面的.example，這一級域名是用戶可以注冊的；再下一級是主機名（host），比如www.example.com里面的www，又稱為”三級域名”，這是用戶在自己的域里面為服務器分配的名稱，是用戶可以任意分配的。
?
總結一下，域名的層級結構如下。
?
主機名.次級域名.頂級域名.根域名# 即
host.sld.tld.root
?
五、根域名服務器
?
DNS服務器根據域名的層級，進行分級查詢。
?
需要明確的是，每一級域名都有自己的NS記錄，NS記錄指向該級域名的域名服務器。這些服務器知道下一級域名的各種記錄。
?
所謂”分級查詢”，就是從根域名開始，依次查詢每一級域名的NS記錄，直到查到最終的IP地址，過程大致如下。
?
從”根域名服務器”查到”頂級域名服務器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
從”頂級域名服務器”查到”次級域名服務器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
從”次級域名服務器”查出”主機名”的IP地址
?
仔細看上面的過程，你可能發現了，沒有提到DNS服務器怎么知道”根域名服務器”的IP地址。回答是”根域名服務器”的NS記錄和IP地址一般是不會變化的，所以內置在DNS服務器里面。
?
下面是內置的根域名服務器IP地址的一個例子。
?
?
?
上面列表中，列出了根域名（.root）的三條NS記錄A.ROOT-SERVERS.NET、B.ROOT-SERVERS.NET和C.ROOT-SERVERS.NET，以及它們的IP地址（即A記錄）198.41.0.4、192.228.79.201、192.33.4.12。
?
另外，可以看到所有記錄的TTL值是3600000秒，相當于1000小時。也就是說，每1000小時才查詢一次根域名服務器的列表。
?
目前，世界上一共有十三組根域名服務器，從A.ROOT-SERVERS.NET一直到M.ROOT-SERVERS.NET。
?
六、分級查詢的實例
?
dig命令的+trace參數可以顯示DNS的整個分級查詢過程。
?
$?dig?+trace math.stackexchange.com?
上面命令的第一段列出根域名.的所有NS記錄，即所有根域名服務器。
?
?
?
根據內置的根域名服務器IP地址，DNS服務器向所有這些IP地址發出查詢請求，詢問math.stackexchange.com的頂級域名服務器com.的NS記錄。最先回復的根域名服務器將被緩存，以后只向這臺服務器發請求。
?
接著是第二段。
?
?
?
上面結果顯示.com域名的13條NS記錄，同時返回的還有每一條記錄對應的IP地址。
?
然后，DNS服務器向這些頂級域名服務器發出查詢請求，詢問math.stackexchange.com的次級域名stackexchange.com的NS記錄。
?
?
?
上面結果顯示stackexchange.com有四條NS記錄，同時返回的還有每一條NS記錄對應的IP地址。
?
然后，DNS服務器向上面這四臺NS服務器查詢math.stackexchange.com的主機名。
?
?
?
上面結果顯示，math.stackexchange.com有4條A記錄，即這四個IP地址都可以訪問到網站。并且還顯示，最先返回結果的NS服務器是ns-463.awsdns-57.com，IP地址為205.251.193.207。
?
七、NS 記錄的查詢
?
dig命令可以單獨查看每一級域名的NS記錄。
?
$?dig?ns?com$?dig?ns stackexchange.com
?
+short參數可以顯示簡化的結果。
?
$?dig?+short ns?com$?dig?+short ns stackexchange.com
?
八、DNS的記錄類型
?
域名與IP之間的對應關系，稱為”記錄”（record）。根據使用場景，”記錄”可以分成不同的類型（type），前面已經看到了有A記錄和NS記錄。
?
常見的DNS記錄類型如下。
（1）?A：地址記錄（Address），返回域名指向的IP地址。
?
（2）?NS：域名服務器記錄（Name Server），返回保存下一級域名信息的服務器地址。該記錄只能設置為域名，不能設置為IP地址。
?
（3）MX：郵件記錄（Mail eXchange），返回接收電子郵件的服務器地址。
?
（4）CNAME：規范名稱記錄（Canonical Name），返回另一個域名，即當前查詢的域名是另一個域名的跳轉，詳見下文。
?
（5）PTR：逆向查詢記錄（Pointer Record），只用于從IP地址查詢域名，詳見下文。
一般來說，為了服務的安全可靠，至少應該有兩條NS記錄，而A記錄和MX記錄也可以有多條，這樣就提供了服務的冗余性，防止出現單點失敗。
?
CNAME記錄主要用于域名的內部跳轉，為服務器配置提供靈活性，用戶感知不到。舉例來說，facebook.github.io這個域名就是一個CNAME記錄。
?
$ 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
?
上面結果顯示，facebook.github.io的CNAME記錄指向github.map.fastly.net。也就是說，用戶查詢facebook.github.io的時候，實際上返回的是github.map.fastly.net的IP地址。這樣的好處是，變更服務器IP地址的時候，只要修改github.map.fastly.net這個域名就可以了，用戶的facebook.github.io域名不用修改。
?
由于CNAME記錄就是一個替換，所以域名一旦設置CNAME記錄以后，就不能再設置其他記錄了（比如A記錄和MX記錄），這是為了防止產生沖突。舉例來說，foo.com指向bar.com，而兩個域名各有自己的MX記錄，如果兩者不一致，就會產生問題。由于頂級域名通常要設置MX記錄，所以一般不允許用戶對頂級域名設置CNAME記錄。
?
PTR記錄用于從IP地址反查域名。dig命令的-x參數用于查詢PTR記錄。
?
$?dig -x 192.30.252.153...
;; ANSWER SECTION:
153.252.30.192.in-addr.arpa. 3600 IN ? ?PTR pages.github.com.
?
上面結果顯示，192.30.252.153這臺服務器的域名是pages.github.com。
?
逆向查詢的一個應用，是可以防止垃圾郵件，即驗證發送郵件的IP地址，是否真的有它所聲稱的域名。
?
dig命令可以查看指定的記錄類型。
?
$?dig?a?github.com$?dig?ns github.com
$?dig?mx github.com
?
九、其他DNS工具
?
除了dig，還有一些其他小工具也可以使用。
?
（1）host 命令
?
host命令可以看作dig命令的簡化版本，返回當前請求域名的各種記錄。
?
$ host github.comgithub.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命令也可以用于逆向查詢，即從IP地址查詢域名，等同于dig -x?。
?
$?host 192.30.252.153153.252.30.192.in-addr.arpa domain name pointer pages.github.com.
?
（2）nslookup 命令
?
nslookup命令用于互動式地查詢域名記錄。
?
$?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命令用來查看域名的注冊情況。
?
$?whois github.com?
十、參考文章
?
-
DNS: The Good Parts, by Pete Keen
-
DNS 101, by Mark McDonnell
?
?
附：DNS百科
?
DNS（Domain Name System，域名系統），因特網上作為域名和IP地址相互映射的一個分布式數據庫，能夠使用戶更方便的訪問互聯網，而不用去記住能夠被機器直接讀取的IP數串。通過主機名，最終得到該主機名對應的IP地址的過程叫做域名解析（或主機名解析）。DNS協議運行在UDP協議之上，使用端口號53。在RFC文檔中RFC 2181對DNS有規范說明，RFC 2136對DNS的動態更新進行說明，RFC 2308對DNS查詢的反向緩存進行說明。
?
DNS功能
?
每個IP地址都可以有一個主機名，主機名由一個或多個字符串組成，字符串之間用小數點隔開。有了主機名，就不要死記硬背每臺IP設備的IP地址，只要記住相對直觀有意義的主機名就行了。這就是DNS協議所要完成的功能。
?
主機名到IP地址的映射有兩種方式：
?
1）靜態映射，每臺設備上都配置主機到IP地址的映射，各設備獨立維護自己的映射表，而且只供本設備使用；
?
2）動態映射，建立一套域名解析系統（DNS），只在專門的DNS服務器上配置主機到IP地址的映射，網絡上需要使用主機名通信的設備，首先需要到DNS服務器查詢主機所對應的IP地址。
?
通過主機名，最終得到該主機名對應的IP地址的過程叫做域名解析（或主機名解析）。在解析域名時，可以首先采用靜態域名解析的方法，如果靜態域名解析不成功，再采用動態域名解析的方法。可以將一些常用的域名放入靜態域名解析表中，這樣可以大大提高域名解析效率。
?
DNS安全問題
?
1.針對域名系統的惡意攻擊：DDOS攻擊造成域名解析癱瘓。
2.域名劫持：修改注冊信息、劫持解析結果。
3.國家性質的域名系統安全事件：“.ly”域名癱瘓、“.af”域名的域名管理權變更。
4.系統上運行的DNS服務存在漏洞，導致被黑客獲取權限，從而篡改DNS信息。
5.DNS設置不當，導致泄漏一些敏感信息。提供給黑客進一步攻擊提供有力信息。
?
轉載于:https://www.cnblogs.com/st666/p/10676719.html
總結
- 上一篇： 提醒一下技术人，你是不是陷入局部最优了
- 下一篇： 《圣洁》的读后感作文3000字