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基本概念

更新时间:2019-01-11 09:53:56

DNS概念

DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写,是因特网的一项核心服务,它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人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。

域名的分层结构

由于因特网的用户数量较多,所以因特网在命名时采用的是层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器,都有一个唯一的层次结构的名字,即域名(domain name)。这里,“域”(domain)是名字空间中一个可被管理的划分。从语法上讲,每一个域名都是有标号(label)序列组成,而各标号之间用点(小数点)隔开。域名可以划分为各个子域,子域还可以继续划分为子域的子域,这样就形成了顶级域、二级域、三级域等。关于域名层次结构如下图:

域名分层结构

举例:www.exampe.aliyun.com,其中.com是顶级域名;“aliyun”是二级域名,主要指企业名;“example”是三级域名;“www”是四级域名。

DNS的分层结构

域名是分层结构,域名DNS服务器也是对应的层级结构。有了域名结构,还需要有域名DNS服务器去解析域名,且是需要由遍及全世界的域名DNS服务器去解析,域名DNS服务器实际上就是装有域名系统的主机。域名解析过程涉及4个DNS服务器,分别如下:

分类 作用
根DNS服务器 英文:Root nameserver。本地域名服务器在本地查询不到解析结果时,则第一步会向它进行查询,并获取顶级域名服务器的IP地址。
顶级域名服务器 英文:Tld nameserver。负责管理在该顶级域名服务器下注册的二级域名,例如“www.example.com”,.com则是顶级域名服务器,在向它查询时,可以返回二级域名“example.com”所在的权威域名服务器地址
权威域名服务器 英文:authoritative nameserver。在特定区域内具有唯一性,负责维护该区域内的域名与IP地址之间的对应关系,例如云解析DNS。
本地域名服务器 英文:DNS resolver或Local DNS。本地域名服务器是响应来自客户端的递归请求,并最终跟踪直到获取到解析结果的DNS服务器。例如用户本机自动分配的DNS、运营商ISP分配的DNS、谷歌/114公共DNS等

注释:

  1. 每个层的域名上都有自己的域名服务器,最顶层的是根域名服务器
  2. 每一级域名服务器都知道下级域名服务器的IP地址,以便于一级一级向下查询

DNS解析过程

DNS查询的结果通常会在本地域名服务器中进行缓存,如果本地域名服务器中有缓存的情况下,则会跳过如下DNS查询步骤,很快返回解析结果。下面的示例则概述了本地域名服务器没有缓存的情况下,DNS查询所需的8个步骤:

1、用户在Web浏览器中输入“example.com”, 则由本地域名服务器开始进行递归查询。
2、 本地域名服务器采用迭代查询的方法,向根域名服务器进行查询 。
3、根域名服务器告诉本地域名服务器,下一步应该查询的顶级域名服务器.com TLD的IP地址
4、本地域名服务器向顶级域名服务器.com TLD进行查询
5、.com TLD服务器告诉本地域名服务器,下一步查询example.com权威域名服务器的IP地址
6、本地域名服务器向example.com权威域名服务器发送查询
7、example.com权威域名服务器告诉本地域名服务器所查询的主机IP地址
8、本地域名服务器最后把查询的IP地址响应给web浏览器

一旦DNS查询的8个步骤返回了example.com的IP地址,浏览器就能够发出对网页的请求:

9、浏览器向IP地址发出HTTP请求
10、该IP处的web服务器返回要在浏览器中呈现的网页

解析过程

DNS术语

递归查询

是指DNS服务器在收到用户发起的请求时,必须向用户返回一个准确的查询结果。如果DNS服务器本地没有存储与之对应的信息,则该服务器需要询问其他服务器,并将返回的查询结构提交给用户。

迭代查询

是指DNS服务器在收到用户发起的请求时,并不直接回复查询结果,而是告诉另一台DNS服务器的地址,用户再向这台DNS服务器提交请求,这样依次反复,直到返回查询结果。

DNS缓存

DNS缓存是将解析数据存储在靠近发起请求的客户端的位置,也可以说DNS数据是可以缓存在任意位置,最终目的是以此减少递归查询过程,可以更快的让用户获得请求结果。

TTL

英文全称Time To Live ,这个值是告诉本地域名服务器,域名解析结果可缓存的最长时间,缓存时间到期后本地域名服务器则会删除该解析记录的数据,删除之后,如有用户请求域名,则会重新进行递归查询/迭代查询的过程。

IPV4、IPV6双栈技术

双栈英文Dual IP Stack,就是在一个系统中可同时使用IPv6/ IPv4这两个可以并行工作的协议栈

TLD Server

英文全称Top-level domains Server,指顶级域名服务器。

DNS Resolver

指本地域名服务器,它是DNS查找中的第一站,是负责处理发出初始请求的DNS服务器。运营商ISP分配的DNS、谷歌8.8.8.8等都属于DNS Resolver。

Root Server

指根域名服务器,当本地域名服务器在本地查询不到解析结果时,则第一步会向它进行查询,并获取顶级域名服务器的IP地址。

DNS Query Flood Attack

指域名查询攻击,攻击方法是通过操纵大量傀儡机器,发送海量的域名查询请求,当每秒域名查询请求次数超过DNS服务器可承载的能力时,则会造成解析域名超时从而直接影响业务的可用性。

URL转发

英文 Url Forwardi,也可称地址转向,它是通过服务器的特殊设置,将一个域名指向到另外一个已存在的站点