Linux网络操作系统项目化教程（openEuler）课件 项目12 部署DNS服务系统

项目12部署DNS服务系统《Linux网络操作系统项目化教程（openEuler）》学习目标/Target了解域名结构，能够说出域名结构的组成部分。了解DNS服务器的分类，能够说出各类DNS服务器的作用。了解域名查询机制，能够说出递归查询与迭代查询的过程及特点。了解BIND服务，能够说出BIND服务的概念及特点。了解BIND配置文件，能够说出BIND各配置文件的作用及配置规则。知识目标学习目标/Target能够安装BIND服务需要的程序。能够独立完成主从DNS服务器的部署。技能目标通过探讨不同类型的DNS服务器及其功能，培养识别问题、分类归纳的能力。通过学习DNS服务系统的部署和管理，培养动手实践能力和团队合作精神素养目标目录/Contents12.112.2DNS服务概述BIND服务程序12.3BIND配置文件项目导入01项目导入A公司不仅拥有多个不同用途的业务系统，还维护着海量的线上课程资源，每日都有大量来自学员和内部员工的网络访问请求。但在流量高峰时期，这可能导致频繁宕机和域名解析速度缓慢，作为技术支持部门的负责人，上级领导敏锐地察觉到这一问题，是由于DNS服务器性能的限制。经过与部门成员深入探讨和分析，大家一致认为需要在内网部署一套高可用的DNS服务系统，它能够快速、准确地将域名转换为对应的IP地址，极大地提升网络访问速度，优化公司整体的网络性能。在回顾过往项目表现时，上级领导再次将目光投向了小智，将此次部署DNS服务系统的任务交给了小智。知识准备02DNS（DomainNameSystem，域名系统）实质上是一个分布式的数据库，其中存储了域名和IP地址之间的映射关系。DNS服务的主要功能就是解析域名和IP地址之间的对应关系，它可以通过域名获取对应的IP地址，这种解析称为正向解析，正向解析是DNS服务最常用的一种工作模式。DNS服务也可以通过IP地址获取对应的域名，这种解析称为反向解析。在域名服务器中，一个域名只能对应一个IP地址，但一个IP地址可以对应多个域名，也可以没有对应的域名。DNS服务涉及的知识非常多，本节将针对域名结构、DNS服务器分类、域名查询机制等基础知识进行讲解。12.1DNS服务概述了解域名结构，能够说出域名结构的组成部分。学习目标12.1.1域名结构网络中的域名非常多，DNS服务器采用了类似目录树的层次结构存储域名，从而形成了一个庞大的数据库系统。在域名目录树中，域名分为根域、顶级域、二级域、三级域和主机名5类。这5类域名的含义分别如下所示。1根域：顶级域：域名命名空间的根，一般用圆点“.”表示。2位于根域之下，是某个国家、地区、组织使用的域名，如.cn、.com、.edu等。顶级域由InterNIC进行分配、管理和维护。12.1.1域名结构3二级域：三级域：位于顶级域之下，是个人或组织在Internet上使用的注册名称，如、等。4位于二级域之下，一般是由个人或组织根据需要自行创建和维护的域名，如、等。主机名：5位于域名的最左侧，是网络中特定计算机的标识。三级域名.二级域名.顶级域名.在定义域名时，通常是级别低的域名在前，级别高的域名在后，其格式如下所示。基本格式12.1.1域名结构在上述格式中，末尾使用“.”表示根域，符合这种格式的域名称为全称域名，也称为完全限定域名。但一般情况下，在浏览器中输入域名时不需要输入根域。域名结构如图。12.1.1域名结构了解DNS服务器的分类，能够说出各类DNS服务器的作用。学习目标12.1.2DNS服务器分类域名服务器（DomainNameServer）实质上就是一台配置了DNS服务，可以实现域名解析功能的主机。域名解析是实现网络访问的基础，一个域中至少要有两台域名服务器，以防止DNS服务器出现故障导致网络瘫痪。12.1.2DNS服务器分类根据工作方式，域名服务器可以分为主域名服务器、辅助域名服务器和缓存域名服务器，下面分别对这几种域名服务器进行讲解。12.1.2DNS服务器分类主域名服务器A辅助域名服务器B缓存域名服务器C网络中的主域名服务器负责维护域中所有的域名信息，当客户端发出查询请求时，主域名服务器将从本地数据库中查询相应的记录信息，并返回查询结果。主域名服务器中存储的数据是所有其他类型服务器的权威信息源，主域名服务器中的所有数据，包括域名与IP地址的对应关系、刷新间隔、过期时间等都存储在相应域的区域数据文件中。12.1.2DNS服务器分类主域名服务器A辅助域名服务器也称为从属服务器，它是主域名服务器的备份。辅助域名服务器中的数据是从主域名服务器中复制而来的，当主域名服务器出现故障或负载过重时，辅助域名服务器可以代替主域名服务器提供域名解析服务。当主域名服务器的区域数据文件发生变化时，辅助域名服务器的区域数据文件会随之改变，以保证数据的一致性。12.1.2DNS服务器分类辅助域名服务器B缓存域名服务器用于存储从其他域名服务器上查询到的域名与IP地址的对应关系，若下次查询相同的域名，可以从本地的缓存域名服务器中迅速获取查询结果，以提高解析效率。缓存域名服务器主要用于域名缓存，因此无须配置区域数据文件。但是，正是由于缓存域名服务器没有区域数据文件，当域名服务器数据文件发生改变时，缓存域名服务器中的数据文件并不会随之改变，因此，缓存域名服务器并非权威的域名服务器。12.1.2DNS服务器分类缓存域名服务器C了解域名查询机制，能够说出递归查询与迭代查询的过程及特点。学习目标12.1.3域名查询机制按照查询机制，域名查询可分为递归查询与迭代查询，下面分别对这两种查询机制进行讲解。12.1.3域名查询机制迭代查询递归查询在递归查询中，DNS服务器在收到用户发起的请求时，必须返回一个准确的查询结果。用户首先发送域名查询请求，如果本地域名服务器没有存储相应域名信息，则它会向其他域名服务器发送域名查询请求，如果其他域名服务器也没有存储相应域名信息，则其他域名服务器会继续向另外的域名服务器发送域名查询请求，直到查询到结果。查询到结果后，域名服务器按请求路径再将查询结果一层层返回，最终将结果返回给用户。1.递归查询12.1.3域名查询机制在递归查询中，用户只需要发出请求，其余的操作都交由DNS服务器递归深入去完成。下面以解析百度域名（）为例，讲解递归查询过程。1.递归查询12.1.3域名查询机制1用户发出域名查询请求，如果本地域名服务器没有存储相应域名信息，那么本地域名服务器会向根域名服务器发送查询请求。2根域名服务器只管理顶级域名，它无法返回正确结果，此时，根域名服务器会向顶级域名服务器（com）发送查询请求。1.递归查询12.1.3域名查询机制3顶级域名服务器只能查询出com域名对应的IP地址，但它无法查询二级域名baidu对应的IP地址。此时，顶级域名服务器会向二级域名服务器（baidu）发送查询请求。4二级域名服务器收到请求后，查询出域名对应的IP地址，但它无法查询三级域名www对应的IP地址。此时，二级域名服务器向三级域名服务器发送查询请求。5三级域名服务器收到查询请求后，查询出域名对应的IP地址，将结果返回给二级域名服务器。6二级域名服务器接收查询结果后，将结果返回给顶级域名服务器；顶级域名服务器接收到查询结果后，将结果返回给根域名服务器；根域名服务器再将结果返回给本地域名服务器，由本地域名服务器将结果返回给用户。域名递归查询的过程如图。12.1.3域名查询机制1.递归查询在迭代查询中，DNS服务器接收到用户发起的请求后，如果没有查询到正确结果，它会返回一个其他DNS服务器的IP地址给本地域名服务器，本地域名服务器接收到其他DNS服务器的IP地址后，再向该域名服务器发送请求，这样依次反复，直到有域名服务器返回查询结果。12.1.3域名查询机制2.迭代查询在迭代查询中，每一次查询失败，本地域名服务器需要向其他域名服务器重新发送请求。下面以解析百度域名（）为例，讲解迭代查询过程。12.1.3域名查询机制1用户发出域名查询请求，如果本地域名服务器没有存储相应域名信息，那么本地域名服务器会向根域名服务器发送查询请求。2根域名服务器只管理顶级域名，它无法返回一个正确结果。此时，根域名服务器返回顶级域名服务器的IP地址给本地域名服务器。2.迭代查询12.1.3域名查询机制3本地域名服务器向顶级域名服务器发送域名查询请求。但顶级域名服务器只管理顶级域名com，无法返回正确结果。此时，顶级域名服务器会返回二级域名服务器的IP地址给本地域名服务器。4本地域名服务器向二级域名服务器发送域名查询请求。但二级域名服务器只管理域名，无法返回正确结果。此时，二级域名服务器会返回三级域名服务器的IP地址给本地域名服务器。5本地域名服务器向三级域名服务器发送域名查询请求，三级域名服务器查询到域名对应的IP地址，将结果返回给本地域名服务器，由本地域名服务器将结果返回给用户。2.迭代查询域名迭代查询的过程如图。12.1.3域名查询机制2.迭代查询了解BIND服务，能够说出BIND服务的概念及特点。学习目标12.2.1BIND概述BIND（BerkeleyInternetNameDomain，伯克利因特网名称域）是一个用于配置DNS服务的软件包。BIND由加利福尼亚大学伯克利分校研发，是目前应用最广泛的DNS服务系统。BIND支持Linux平台、UNIX平台和Windows平台。12.2.1BIND概述在openEuler中，BIND中的主要软件包如下所示。1bind：bind-chroot：BIND的主程序包，包含DNS服务器的核心功能，用于提供域名解析服务。2提供chroot运行环境支持，用于增强DNS服务的安全性。bind-libs：3bind软件包使用的库。bind-license：4bind套件许可证。12.2.1BIND概述bind-utils：5提供DNS域名服务的测试和调试工具，例如

dig、nslookup

和

host

等。掌握BIND程序的安装，能够安装BIND服务需要的程序。学习目标12.2.2安装BIND程序[root@itheima~]#rpm-qa|grepbindrpcbind-1.2.6-7.oe2403.x86_64bind-license-9.18.21-2.oe2403.noarchbind-libs-9.18.21-2.oe2403.x86_64bind-utils-9.18.21-2.oe2403.x86_64配置DNS服务需要安装的软件包括bind、bind-chroot和bind-utils，在安装之前，可以查看系统中是否已经安装相关软件包，具体查询命令如下所示。具体命令12.2.2安装BIND程序由上述命令的输出结果可知，BIND服务的软件包安装并不完全。BIND服务程序的软件包较多，为了安装方便，可以使用“*”通配符安装所有软件包，安装命令如下所示。12.2.2安装BIND程序点击查看[root@localhost~]#systemctlstartnamedBIND服务程序的进程名称为named，使用systemctl命令启动BIND服务程序，命令如下所示。具体命令12.2.2安装BIND程序DNS实质上是一个分布式的数据库，其中存储着各级域名与IP地址的映射关系、生命周期等信息，若想为用户提供健全的DNS服务，首先需要在本地保存相关的域名数据库，但若将所有信息都保存在一个配置文件中，这个配置文件势必非常臃肿。为了保证程序的执行效率，也为了方便数据的修改与维护，BIND使用多个配置文件保存DNS服务的相关信息，本节将针对BIND常用的配置文件进行讲解。12.3BIND配置文件了解BIND配置文件，能够说出BIND各配置文件的作用及配置规则。学习目标12.3.1配置文件BIND的主配置文件为/etc/named.conf，用于定义BIND的基本配置。当DNS服务进程named启动时，该进程首先会读取/etc/named.conf文件进行初始化。12.3.1配置文件/etc/named.conf文件内容如下所示（注释为编者添加）。点击查看12.3.1配置文件了解区域配置文件，能够说出区域配置文件的作用及配置规则。学习目标12.3.2区域配置文件BIND的区域配置文件为/etc/named.rfc1912.zones，用于配置域名与IP地址的解析规则。/etc/named.rfc1912.zones文件内容如下所示。点击查看12.3.2区域配置文件除了type和file，zone语句还有其他选项，如表。12.3.2区域配置文件选项说明allow-update允许哪些主机动态更新域数据信息allow-trandfer允许哪些服务器从主服务器下载数据文件notify区域数据资料更新后，是否主动通知其他域名服务器masters定义主域名服务器IP地址，仅当type取值为slave时此选项生效全球共有13台根域名服务器，分布在全球各地，这13台根域名服务器信息如表。根域名服务器12.3.2区域配置文件名称管理单位地理位置IP地址aINTERNIC.NET美国弗吉尼亚州b美国信息科学研究所美国加利福尼亚州07cPSINet公司美国弗吉尼亚州2d马里兰大学美国马里兰州0e美国国家航空航天局美国加利福尼亚州0f因特网软件联盟美国加利福尼亚州41根域名服务器12.3.2区域配置文件名称管理单位地理位置IP地址g美国国防部网络信息中心美国弗吉尼亚州h美国陆军研究实验室美国马里兰州3iAutonomica公司瑞典斯德哥尔摩7jVeriSign公司美国加利福尼亚州0kRIPE网络协调中心荷兰29lIANA美国加利福尼亚州2mWIDEProject日本东京3了解区域数据文件，能够说出区域数据文件的作用及配置规则。学习目标12.3.3区域数据文件区域数据文件用于保存域名与IP地址的解析规则。在区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones中定义的每个域的数据，都要使用区域数据文件保存。区域数据文件存储路径由主配置文件/etc/named.conf中options部分的directory选项定义，默认目录为/var/named。12.3.3区域数据文件一台DNS服务器可以存储多个区域数据文件，一个区域数据文件也可以存放在多台DNS服务器中。根据域名解析方式，区域数据文件可分为正向解析区域数据文件和反向解析区域数据文件。下面分别讲解正向解析区域数据文件和反向解析区域数据文件。反向解析区域数据文件正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones指定域名localhost.localdomain的正向解析区域数据文件为named.localhost，使用cat命令查询/var/named/named.localhost文件内容，具体如下所示。1.正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件点击查看在/var/named/named.localhost文件中，“;”表示注释。/var/named/named.localhost文件内容包含以下几项。12.3.3区域数据文件（1）TTLTTL用于设置文件的生命周期，其值为1D，表明该文件的生命周期为1天。大多区域数据文件生命周期都默认为1天。1.正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件（2）SOASOA是StartofAuthorityRecord的缩写，意为起始授权记录，用于声明DNS服务器是DNS域中数据表的信息来源，是主机名的管理者。创建新区域时，SOA会自动创建。1.正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件（2）SOA一个区域数据文件只允许存在唯一的SOA。SOA中的第1个“@”符号表示当前域名localhost；“IN”表示这是一个互联网（Internet）类记录；第2个“@”符号表示全称域名，即localhost.localdomain；rname.invalid.表示管理员邮箱（无效，仅用于示例），由于“@”符号已经有其他含义，因此邮箱中的“@”符号使用“.”代替。小括号中的各项含义分别如下所示。10：区域数据库的更新序列号。1.正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件（2）SOA21D：刷新间隔，表示辅助域名服务器轮询检测主域名服务器的区域文件是否变更的等待时间为1天。31H：重试间隔，如果辅助域名服务器无法连接到主域名服务器，则等待1小时后，再次发起连接。41W：到期时间，辅助域名服务器本身存储的区域数据到期时间为一周。53H：缓存时间，缓存中的记录默认保留3小时后被认定为失效。1.正向解析区域数据文件12.3.3区域数据文件（3）NSNS记录指定区域的主域名服务器。“@”代表这个区域的根，即localhost。（4）AA（Adress，地址）记录表示主机localhost对应的IPv4地址，这里将localhost映射为。（5）AAAAAAAA记录表示主机localhost对应的IPv6地址。1.正向解析区域数据文件区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones指定IP地址的反向解析数据文件为named.loopback，使用cat命令查看/var/named/named.loopback文件内容，具体如下所示。12.3.3区域数据文件点击查看2.反向解析区域数据文件项目实施03小智肩负着部署DNS服务系统的重任，深知DNS服务系统的可靠性对于公司网络架构的重要意义。经过深入研究与分析，他清晰地认识到，要构建一个稳定、高效的DNS服务系统，至少需要配备两台DNS服务器，一台主DNS服务器和一台从属DNS服务器。主DNS服务器犹如整个系统的大脑，承担着存储关键域名数据，并精准执行域名解析任务的重任，是保障网络顺畅的关键。从属DNS服务器通过与主服务器保持紧密的数据同步，实现数据备份功能，能够在主服务器出现突发状况时迅速顶上，承担起辅助解析的工作，极大地提高整个DN服务系统的稳定性与响应速度，从而确保公司网络在任何情况下都能平稳运行。项目实施掌握项目实施，能够独立完成准备服务器的操作。学习目标任务12-1准备服务器部署主从DNS服务器需要两台服务器，两台服务器的基本情况如表。任务12-1准备服务器IP地址功能37主服务器45从属服务器部署主从DNS服务器时，两台服务器都需要安装BIND服务程序，由于BIND服务程序较多，因此，可以使用“*”符号安装所有的BIND程序，具体命令如下所示。任务12-1准备服务器[root@localhost~]#dnf-yinstallbind*具体命令本书选择关闭防火墙与SELinux服务。在两台服务器中都关闭防火墙和SELinux服务，具体命令如下所示。任务12-1准备服务器[root@localhostnamed]#setenforce0[root@localhostnamed]#systemctlstopfirewalld具体命令掌握项目实施，能够独立完成部署DNS主服务器。学习目标任务12-2部署DNS主服务器在部署主服务器时，需要配置正向解析与反向解析，正向解析与反向解析的配置过程分别如下。任务12-2部署DNS主服务器正向解析就是根据域名查询IP地址，其具体配置过程如下所示。1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP01配置/etc/named.conf文件安装BIND程序之后，需要修改主配置文件/etc/named.conf进行全局配置，将监听范围修改为所有主机（any），将访问控制修改为所有主机。具体修改如下所示。点击查看1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP02配置区域文件主配置文件/etc/named.conf最后通过include引入区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones，用于配置域名与IP地址的解析规则。在/etc/named.rfc1912.zones文件中增加正向解析区域，具体如下所示。点击查看1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP03配置区域数据文件区域数据文件默认保存在/var/named目录下。由于区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones指定域名对应的数据文件存储在data目录下，因此，需要在/var/named/data目录下创建区域文件.zone，具体命令如下所示。[root@localhost~]#cd/var/named[root@localhostnamed]#cp-pnamed.localhostdata/.zone表示同时复制区域数据文件的权限1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP03配置区域数据文件复制完成之后，进入data目录，编辑.zone区域数据文件，配置正向解析记录，具体命令及配置如下所示。点击查看1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP04配置/etc/resolv.conf文件/etc/resolv.conf文件用于设置DNS服务器的IP地址、DNS服务器域名和域名搜索顺序。/etc/resolv.conf文件主要配置项如下所示。1nameserver：domain：2定义DNS服务器的IP地址。search：3定义域名的搜索列表。定义本地域名。sortlist：4对返回的域名进行排序。1.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP04配置/etc/resolv.conf文件在/etc/resolv.conf文件中，将nameserver配置项修改为DNS主服务器的IP地址，具体如下所示。[root@localhostnamed]#vim/etc/resolv.conf#GeneratedbyNetworkManagersearchlocaldomainnameserver371.正向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP05启动named服务进程进行测试所有配置完成后，启动named服务进程，使用host命令或nslookup命令查询域名测试正向解析功能。测试命令及输出结果具体如下所示。点击查看正向解析配置完成之后，接下来需要配置反向解析，具体步骤如下所示。2.反向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP01配置区域文件编辑区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones，添加反向解析区域，具体如下所示。[root@localhostdata]#vim/etc/named.rfc1912.zoneszone"239.168.192."IN{ typemaster; file"data/239.168.192.zone"; allow-update{none;};};2.反向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP02配置区域数据文件区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones指定反向解析对应的区域数据文件为data/239.168.192.zone。进入/var/named目录，同样使用cp命令将named.localhost文件复制到data目录下，并命名为239.168.192.zone，具体命令如下所示。[root@localhostdata]#cd..[root@localhostnamed]#cp-pnamed.localhostdata/239.168.192.zone2.反向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP02配置区域数据文件进入data目录，编辑239.168.192.zone文件，配置反向解析记录，具体命令及配置如下所示。点击查看2.反向解析任务12-2部署DNS主服务器STEP03重启named服务进程进行测试反向解析配置完成之后，重启named服务进程，同样使用host命令和nslookup命令进行测试，测试结果如下所示。点击查看DNS服务配置比较复杂，在配置过程中往往会出现一些错误，下面列出几个需要注意的事项。DNS服务配置注意事项任务12-2部署DNS主服务器（1）在配置文件中，注意字段、值与符号之间的空格，示例如下。listen-onport53{any;};listen-onport53{any;};有空格无空格DNS服务配置注意事项任务12-2部署DNS主服务器（2）配置区域文件/etc/named.rfc1912.zones时，区域名称要与域名对应，并且每一个区域最后都有一个分号，示例如下。zone""IN{

…};要与域名/对应分号不能省略DNS服务配置注意事项任务12-2部署DNS主服务器（3）区域数据文件一定要与区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones中指定的文件名相同，并且保存目录也要相同，否则，DNS服务无法解读到具体的区域数据文件，导致named服务进程无法启动。掌握项目实施，能够独立完成部署DNS从服务器。学习目标任务12-3部署DNS从服务器从属服务器从主服务器中读取数据，并将主服务器的数据同步到本地。在配置从属服务器时，可以将区域数据文件配置为空，从属服务器从主服务器中读取的数据保存到本地的区域数据文件中，以实现DNS服务解析功能。任务12-3部署DNS从服务器在配置从属服务器前，修改主服务器的/etc/named.rfc1912.zones配置文件，使主服务器接受从属服务器的请求。在主服务器的配置文件/etc/named.rfc1912.zones的区域和239.168.192.区域添加如下配置。点击查看任务12-3部署DNS从服务器修改完主服务器的区域文件后，重启named服务进程，开始配置从属服务器。从属服务器也要配置正向解析与反向解析，下面分别进行讲解。任务12-3部署DNS从服务器从属服务器的正向解析配置过程如下所示。1.正向解析STEP01配置主配置文件/etc/named.conf修改主配置文件/etc/named.conf进行全局配置，将监听范围修改为所有主机（any），将访问控制修改为所有主机，具体如下所示。点击查看任务12-3部署DNS从服务器1.正向解析STEP02配置区域配置文件配置区域文件/etc/named.rfc1912.zones，添加正向解析区域，具体如下所示。任务12-3部署DNS从服务器[root@localhost~]#vim/etc/named.rfc1912.zones…zone""IN{typeslave;file"data/.zone";masters{37;};};1.正向解析STEP03配置区域数据文件在/var/named/data目录下创建空的区域数据文件.zone，并使用chown命令设置其用户和用户组分别为root和named，实现命令如下所示。任务12-3部署DNS从服务器[root@localhost~]#cd/var/named/data[root@localhostdata]#touch.zone[root@localhostdata]#chownroot:named.zone1.正向解析STEP04配置/etc/resolv.conf文件在/etc/resolv.conf文件，将nameserver配置项修改为DNS从属服务器的IP地址，具体如下所示。任务12-3部署DNS从服务器[root@localhostdata]#vim/etc/resolv.conf#GeneratedbyNetworkManagersearchlocaldomainn