说明分析讲稿dns

1、DNS讲授内容DNS概述DNS报文DNS概述域名结构IP 地址太抽象，难于记忆、理解，因此必须用更友好、便于记忆的名字来代替数字 IP 地址。对主机名字的首先要求是全局唯一的，即能在整个Internet通用。其次要便于管理，Internet中主机名字管理工作包括名字分配、确认和名字回收等。第三要便于映射，即便于名字与IP地址之间的映射。命名空间命名空间能够把每一个地址映射为唯一的名字。包含两种组织方式：平面的和层次的。1987年引入DNS之前，计算机名与其IP地址映射是通过主机文件（host file）来实现的，主机文件的每条记录是一个IP地址与计算机名的对应关系。这就是平面命名空间。命名空间

2、平面命名空间（flat namespace）：指Internet上所有主机的唯一IP地址和主机名所组成的空间。缺点：必须集中控制才能避免二义性和重复。随着主机数量的剧增，主机文件内容越来越多，需要不断更新，难以维护。主机文件的平面式结构，对其扩展有很大的局限性。命名空间层次命名空间：层次型命名机制将层次结构引入主机名字，该结构对应于管理机构的层次。 命名采用层次化定义。第一部分定义机构的性质第二部分定义机构的名称第三部分定义机构的部门这样使得指派和控制命名空间的机构分散化。如： 域名空间是指一个逻辑树状层次化结构的命名空间，即层次命名空间的树状化表示。这个树最多有128个级：第0级（根）到第1

3、27级。根域comnetcnorg二级域163cctvcomeduujnpkulibrary www顶级域子域主机tencentsinawwwnews 标号：最多是63个字符的字符串，要求一个节点的子节点具有不同的标号，这就保证了域名的唯一性。域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。而 IP 地址是定长的 32 位二进制数字则非常便于机器进行处理。域名中的“点”和点分十进制 IP 地址中的“点”并无一一对应的关系。点分十进制 IP 地址中一定是包含三个“点”，但每一个域名中“点”的数目则不一定正好是三个。 域名系统Internet

4、域名空间顶级域名(1) 国家顶级域名：如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。(2) 通用顶级域名：最早的顶级域名是： （商业组织） .net （网络服务机构） .org （非赢利性组织） .edu （美国专用的教育机构） .gov （美国专用的政府部门） .mil （美国专用的军事部门） .int （国际组织）在国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行决定。我国把二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”类别域名：ac（科研机构）com（工、商、金融等企业）edu（教育机构）gov（政府机构）mil（军事机构）net（提供互联网服务的机构）org（非营利性的组织）

5、 行政区域名：bj（北京市）js（江苏省）新增的顶级域名.aero （航空运输企业）.biz （公司和企业）.cat （加泰隆人的语言和文化团体）.coop （合作团体）.info （各种情况）.jobs （人力资源管理者）.mobi （移动产品与服务的用户和提供者）.museum （博物馆）.name （个人）.pro （有证书的专业人员）.travel （旅游业） DNS的主要功能DNS(Domain Name System域名系统)： 主要功能：进行名称解析，即将域名解析为IP地址 结构特点：分布式、层次性域名IP地址MAC地址DNSARP域名解析考察典型的基于TCP/IP的应用程序工作

6、过程，用户使用应用程序时，首先给出欲通信的对方主机的域名。应用程序在真正开始通信之前，首先必须解析出对方的IP地址，这是一个域名解析过程：将域名交给本地解析器软件，该软件首先在本地缓冲区中查找相应联编；如果找不到，本地解析器就会构造一个询问报文，发往初始服务器(本地服务器)，服务器根据解析情况回答一个响应报文。一旦解析器从本地缓冲区或服务器响应中获得目标机的IP地址，交给应用程序，应用程序便可以开始正式的通信过程。 域名服务器 一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区(zone)。各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区。但在一个区中的所有节点必须是能够连通的。每一个区设置相应的权限域名

7、服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。DNS 服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位。 区的不同划分方法举例 域 区 abcxuvwty(a) 区 = 域(b) 区 域域 区 区 abcxuvwtycomeduorg根comeduorg根一个名字服务器负责一个或多个区域。一个区域的管理者必须为该区域提供一个主名字服务器和至少一个辅助名字服务器。主、辅服务器必须是独立和冗余的主、辅服务器的主要区别在于主名字服务器从磁盘文件调入该区域的所有信息，而辅名字服务器从主服务器调入所有信息。将辅名字服务器从主服务器调入信息称为区域传送。当一个新主机加入一个区域时，区域管理

8、者将信息加入到运行在主名字服务器上的磁盘文件中，然后通知主名字服务器重新调入它的配置文件。辅名字服务器定时（通常每隔3小时）向主名字服务器询问是否有新数据树状结构的 DNS 域名服务器 根域名服务器org 域名服务器com 域名服务器edu 域名服务器 域名服务器abc 公司有两个权限域名服务器权限域名服务器根域名服务器顶级域名服务器 域名服务器域名服务器域名服务器实际上是一个服务器软件，运行在指定的机器上，完成名字-地址(即域名-IP地址)映射。对应于域名结构，TCP/IP域名服务器也构成一定的层次结构；各父节点能识别子节点，根据域名找到合适的子节点来解析该域名；域名解析从根节点开始，自顶向

9、下；实现时，根服务器包含根和 第一级域 的信息，而每个叶节点对应一个子域（整个组织）。域名服务器有以下四种类型 根域名服务器 顶级域名服务器 权限域名服务器 本地域名服务器 根域名服务器 最高层次的域名服务器根域名服务器是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地址。不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。在因特网上共有13 个不同 IP 地址的根域名服务器，它们的名字是用一个英文字母命名，从a 一直到 m（前13 个字母）。根域名服务器共有 13 套装置（不是 13 个机器）这些根域名

10、服务器相应的域名分别是 到 2012 年底全世界已经安装了312多个根域名服务器机器，分布在世界各地。这样做的目的是为了方便用户，使世界上大部分 DNS 域名服务器都能就近找到一个根域名服务器。 举例：根域名服务器 f 的地点分布图（2012年5月） 根域名服务器并不直接把域名直接转换成 IP 地址。 在使用迭代查询时，根域名服务器把下一步应当找 的顶级域名服务器的 IP 地址告诉本地域名服务器。根域名服务器 f 共有 49 个机器顶级域名服务器（即 TLD 服务器） 这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到 DNS 查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也

11、可能是下一步应当找的域名服务器的 IP 地址）。 权限域名服务器 这就是前面已经讲过的负责一个区的域名服务器。当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的 DNS 客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。 本地域名服务器 本地域名服务器对域名系统非常重要。当一个主机发出 DNS 查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。每一个因特网服务提供者 ISP，或一个大学，甚至一个大学里的系，都可以拥有一个本地域名服务器，这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。 域名解析递归解析域名服务器系统完成全部域名-地址变换复杂性和负担交给服务器请求频繁时性能不好迭代解析每次请

12、求一个服务器，不行再请求别的服务器复杂性和负担交给解析器软件请求不多时性能不好本地域名服务器采用迭代查询 顶级域名服务器 权限域名服务 本地域名服务器 根域名服务器迭代查询 的 IP 地址 递归查询需要查找 的 IP 地址发出一次请求就能得到结果的是递归查询本地域名服务器采用递归查询（比较少用） 顶级域名服务器 权限域名服务 本地域名服务器 根域名服务器递归查询递归查询 的 IP 地址 需要查找 的 IP 地址发出多次请求得到结果的是迭代查询名字的高速缓存 每个域名服务器都维护一个高速缓存，存放最近用过的名字以及从何处获得名字映射信息的记录。可大大减轻根域名服务器的负荷，使因特网上的 DNS

13、查询请求和回答报文的数量大为减少。 为保持高速缓存中的内容正确，域名服务器应为每项内容设置计时器，并处理超过合理时间的项（例如，每个项目只存放两天）。当权限域名服务器回答一个查询请求时，在响应中都指明绑定有效存在的时间值。增加此时间值可减少网络开销，而减少此时间值可提高域名转换的准确性。 域名解析算法解析过程解析过程1、在浏览器中输入 域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。 2、如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。 3、如果host

14、s与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。 4、如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。 解析过程5、如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判

15、断这个域名( )是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责 域的这台服务器。这台负责 域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理 域的下一级DNS服务器地址(qq )给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq 域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www.qq 主机。 6、如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结

16、果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。DNS报文DNS报文16bit16bit标识标志问题数回答记录数授权资源记录数额外资源记录数查询问题回答（资源记录数可变）授权（资源记录数可变）额外信息（资源记录数可变）12字节 DNS报文DNS有两种类型的报文：查询和响应。两种类型的首部格式相同。DNS报文由12个字节首部和4个可变长度字段组成。标识：由客户程序设置并由服务器返回结果。客户程序通过它确定响应与查询是否匹配。即客户在发送查询时使用不同的标识号，服务器响应时重复此号。DNS报文标志：16位，划分为若干个子字段QR：0表示查询报文，1表示响应报文opcode：查询或响应类型

17、。通常值为0（标准查询），其他值为1（反向查询）和2（服务器状态请求）AA：表示“授权回答（authoritative answer）。置1表示名字服务器是授权于该域的。用于响应报文。TC：表示“可截断的（truncated）”。使用UDP时，它表示应答的总长度超过512字节时，只返回前512个字节DNS报文标志：16位，划分为若干个子字段RD：表示“期望递归（recursion desired）”。该位在一个查询中设置，并在响应中返回。这个标志告诉名字服务器必须处理这个查询，也称为一个递归查询。如果为0，且被请求的名字服务器没有一个授权回答，它就返回一个能解答该查询的其他名字服务器，这称为迭

18、代查询DNS报文标志：16位，划分为若干个子字段RA：表示“可用递归”。如果名字服务器支持递归查询，则在响应中将该比特设置为1。大部分名字服务器都提供递归查询，除了某些根服务器。随后的3位必须为0rcode：通常的值为0（没有差错）和3（名字差错）。名字差错只有从一个授权服务器上返回，它表示在查询中制定的域名不存在DNS报文后面四个字段说明最后4个变长字段中包含的条目数。对于查询报文，问题记录数通常是1，其它项为0。对于应答报文，回答记录数至少为1，剩下两项可以是0或非0。标识标志问题记录数回答记录数授权资源记录数额外资源记录数包含在请求和响应报文的问题部分的查询数。包含在响应报文的回答部分的

19、回答记录数， 在查询报文中是全0。包含在响应报文授权部分的授权记录数。 在查询报文中是全0。包含在响应报文的附加部分的附加记录数。在查询报文中它的值是0。DNS报文标识标志问题记录数回答记录数授权资源记录数额外资源记录数查询问题回答（资源记录数可变）授权（资源记录数可变）额外信息（资源记录数可变）包含一个或多个问题记录。在查询和响应报文中都出现。包含一个或多个资源记录，在响应报文中出现。包含从服务器到客户回答。包含一个或多个资源记录，在响应报文中出现。为该查询给出关于一个或多个授权服务器的信息。包含一个或多个资源记录，在响应报文中出现。提供有助于解析程序的附加信息。记录的类型问题记录使用在查询

20、报文和响应报文的问题部分。问题记录：由客户使用用来从服务器得到信息，包含域名。问题记录的格式如下：记录的类型查询名字：包含域名的可变长度标识符字段，即要查找的名字，每个名字以首字节表示名字长度，最后字节为0结束。长度为0的标识符为根标识符，标识符最大长度为63。例：域名 3www3hbu3edu2cn0计数计数计数计数记录的类型查询类型：16位字段。最后两种只能用在查询中。查询类：定义使用DNS的特定协议的16位字段。我们只对类1感兴趣。类助记符说明1INInternet2CSNETCSNET网络3CSCOAS网络4HS由MIT开发的Hesoid服务器类型助记符说明1AIP地址2NS名字服务器

21、5CNAME规范名字12PTR指针记录13HINFO主机信息15MX邮件交换记录255ANY对所有记录的请求记录的类型资源记录使用在响应报文中的回答、授权和额外信息部分。记录的类型生存时间：是客户程序保留该资源记录的秒数。资源记录通常的生存时间值为2天资源数据长度：说明资源数据的数量，依赖于类型字段的值记录的类型压缩：当域名重复出现时，DNS用偏移指针来替代。例如，在资源记录中，域名通常是问题记录的域名重复。为避免重复，DNS定义2字节的偏移指针，它指向前一次的出现该域或该域的一部分。这个字段的格式如下：最高两位设置为11。低14位：说明在该DNS报文中标识符所在的位置。在报文中的字节是从报文

22、开始处计数，而第一个字节是字节0。11开始字节的地址2位14位记录的类型解析域名 的请求报文记录的类型解析域名 的响应报文DNS区域配置文件每个区域文件都是由SOA RR开始，同时包括NS RR。对于正向解析文件还包括A RR、MX RR、CNAME RR等等区域文件RR具有基本的格式。标准资源记录的基本格式是：域名 ttl 类 类型 数据$TTL 86400$ORIGIN . IN SOA ns1. root. . (2017041601; Serial1800;Refresh600;Retry2W;Expire300;Minimum) 2d IN NS ns1. . 2d IN NS ns

23、2. 2d IN NS ns2. peony 3600 IN A 7www 3600 IN CNAME peony. . 3600 IN MX peony. .SOA记录 IN SOA . (2017041601; Serial1800;Refresh600;Retry2W;Expire300;Minimum)IN: Internet, 数据类型，还有其他类型，但现在只用INSOA: Start of Authority .：区域文件所在主机(主权威DNS服务器主机名) .：管理员Email地址，等价于 SOA记录 IN SOA . (2017041601; Serial1800;Refresh600;Retry2W;Expire30