DNS详解（二），dns详解


一、DNS资源记录（这一节来源于《计算机网络：自顶向下方法》）

资源记录是域名与IP映射信息在DNS服务器中存储的方式，即服务器如何组织、存放、管理这些信息。他是一个包含了下列字段的4元组：

（Name, Value, Type, TTL)

TTL是该记录的生存时间，它决定了资源记录什么时候应当从缓存中删除。Name和Value的值取决于Type：

（1）Type = A，则Name是主机名，Value是对应的IP。这是标准的主机名到IP的映射，显然最底层的权威服务器中充满这种类型的记录。

（2）Type = NS， 则Name是域，而Value是管理该域的DNS服务器的主机名，NS记录后面一般要跟着一条A记录以之处该DNS服务器的主机名的IP。高级别的权威服务器存储的一般是这种类型的记录。

（3）Type = CNAME，则Name是主机的别名，Value是对应的规范主机名。

（4）Type = MX，则Value是别名为Name的邮件服务器的规范主机名

通过使用MX记录，一个公司的邮件服务器和其他服务器可以使用相同别名。为了获得邮件服务器的规范主机名，DNS客户机应当请求一条MX记录；而为了获得其他访问其他的规范主机名，DNS客户机应当请求一条CNAME记录。


二、DNS协议

DNS协议是应用层协议，运行在UDP之上，使用53号端口。改天会写一篇文章分析一下什么是所谓的应用层协议，这里可以简单的把DNS协议理解为一种规定：规定了支撑DNS的应用层软件通信的方式以及对应的动作。通信的方式就是所谓的报文。DNS只有查询和回答报文，并且它们的格式是一样的。如下图：


一条DNS报文被分成几个字段，每个字段都有不同的功能，只说比较重要的几个：

（1）标志字段的“权威”标志位：如果一条回答正好是请求域名的权威服务器，那么该标志就会被设置成1（我也不确定，但不是1就是0）。

（2）标志字段的“递归”标志位：查询动作有两种类型，即迭代查询还递归查询。打个比方，甲向乙问路，乙虽然不知道，但是他会自己去问丙然后告诉甲，这就是递归；而如果乙不知道就对甲说你自己去问丙，然后甲从丙那里得到答案，这就是迭代。一般来讲，客户端向本地缓存服务器发起的查询都是递归的，而本地缓存服务器向权威服务器发起的查询是迭代的。

（2）问题区域：这里存放正在进行的查询，包括要查询的域名以及需要的记录类型。


三、DNS查询详细过程

在Linux系统上，可以直接使用nslookup命令解析一个域名的IP，如：nslookup www.baidu.com, 就会给出这个域名的IP。

我在终端使用dig命令来追踪一下解析过程，如下图：



图中，127.0.1.1是我的本地缓存服务器的IP，这个服务器会配置根域名服务器的IP，这几个IP基本是不会变化的；

有了根域名服务器的IP，向其中的一个（本例是g.root-servers.net.）发起查询，得到的回答是com顶级域DNS服务器的IP；

向其中一个com服务器发起查询（k.gtld-servers.net），得到baidu.com二级域名的DNS服务器IP；

向其中一个百度的服务器发起查询（ns4.baidu.com），得到的是一个规范名bk.n.shifen.com.  也就是说，baike.baidu.com只是一个别名；

于是只好再次使用dig，参数改成bk.n.shifen.com.  然后就能得到最终答案（自己动一下手吧）。


然后就是几个没有搞清楚的问题：

（1）根域名服务器里面存放的只是顶级域名的DNS服务器 的IP，但顶级域名实际上数量相对较少，所以其存储量应该不大。但是根域名服务器却做成一个系统。共有13个IP，每个IP下都有至少几十台服务器，全球大概有1000多台。为什么需要这么多？不完全出于备份的目的吧？

（2）入网的主机都会分配IP，DNS服务器本身也不例外。在第4步中，顶级域的DNS服务器一般存放的信息仍然是其子域名的DNS服务器的IP，而不会是某个非DNS服务器的IP，即只存放NS记录以及对应的DNS服务器的A记录，这在资源记录中有提到。但是我还不是很确定。

（3）不同com顶级域的DNS服务器存放的内容一致吗？如果不一致，那么到底该向哪台com服务器发送请求呢？如果一样的话，第四步中该向哪一个IP发送请求呢？选择离自己“最近”的？

（3）本地缓存服务器每次从权威服务器那里得到应答都会保存记录（似乎所有的DNS服务器都会这么做），比如刚才执行dig +trace baike.baidu.com的时候，会保存从根域名服务器到百度自己的DNS服务器的IP，那么再次执行dig +trace bk.n.shifen.com时，它会从根域名服务器开始查询呢还是直接问百度的DNS服务器？

后来查到一些资料说，根域名一般是可以绕过的，例子就是DDos攻击，这些攻击本来是指向根域名服务器的，但是本地缓存中已经有了顶级域IP的缓存，于是攻击直接绕过根域名服务器而向顶级域服务器发起。不过顶级域是否也能被绕过呢？本地缓存服务器如何控制以及实现查询的深度呢？语言识别？智能匹配？

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