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DNS基本概念

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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、主域名、子域名等。关于域名层次结构如下图:

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举例:

  • “.com”是顶级域名;

  • “aliyun.com”是主域名(也可称托管一级域名),主要指企业名;

  • “example.aliyun.com”是子域名(也可称为托管二级域名);

  • “www.example.aliyun.com”是子域名的子域(也可称为托管三级域名)。

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

根域名服务器

英文全称:Root Name Server,简称Root Server。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

英文全称:Top-Level Domain Name Server,简称:TLD Server。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,可以返回一级域名“example.com”所在的权威域名服务器地址。

权威域名服务器

英文全称:Authoritative Name Server,简称NS。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

英文全称:Local DNS Server,简称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:

说明

每个层级的域名都有其专属的域名服务器,最顶层是根域名服务器。每一层的域名服务器都存储着下级域名服务器的IP地址,从而能够逐级进行查询。

DNS解析过程

通过域名example.com访问网站的域名解析过程如下。

1、用户在Web浏览器中输入“example.com”, 向本地域名服务器发起查询请求。若本地域名服务器存在缓存的解析数据,则直接将域名example.com对应的IP地址返回给Web浏览器,跳至步骤9。若本地域名服务器没有查到缓存的解析数据,则继续步骤2。

2、本地域名服务器向根域名服务器进行查询。

3、根域名服务器将.com顶级域名服务器的地址,返回给本地域名服务器。

4、本地域名服务器向.com顶级域名服务器发起example.com的查询请求。

5、.com顶级域名服务器将为example.com提供权威解析的权威域名服务器地址,返回给本地域名服务器。

6、本地域名服务器向权威域名服务器发起查询请求。

7、权威域名服务器将域名example.com对应的IP地址,返回给本地域名服务器。

8、本地域名服务器最后把查询的IP地址响应给Web浏览器。

9、Web浏览器通过IP地址访问网站服务器。

10、网站服务器返回网页信息。

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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,并将返回的查询结果提交给用户。

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。

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 Forwarding,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。

edns-client-subnet

google提交了一份DNS扩展协议,允许DNS resolver传递用户的IP地址给authoritative DNS server。

DNSSEC

域名系统安全扩展(DNS Security Extensions),简称DNSSEC。它是通过数字签名来保证DNS应答报文的真实性和完整性,可有效防止DNS欺骗和缓存污染等攻击,能够保护用户不被重定向到非预期地址,从而提高用户对互联网的信任。