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一、DNS介绍
- 前一篇文章介绍的主机系统适合小型网络等一些特殊的场景。在因特网中，主机地址非常庞大，并且主 机的IP地址经常改变，因此使用域名系统 DNS 代替主机系统
- DNS 可以被视为一种用于 TCP/IP 应用程序的分布式数据库，它提供主机名字和 IP 地址间的相互转换。这里提到的分布式是指在因特网上的单个站点不能拥有所有的信息。每 个站点（如大学中的系、校园、公司或公司的部门）保留它自己的信息数据库，并运行一 个服务器程序供因特网上的其他系统查询
二、域名结构
- 其最顶端有一个未命名的根节点，然后其下分为好几个基本类别名称（称 为顶层域名），例如 com、org、net 和 gov 等 3 字符域名，还有 cn、sg、jp 和 us 等两个字 符国家地区域名
- 每个节点有一个至多 63 个字符长的标识，域名总长度则不能超过 253 个字符。命名标识中不区分大写和小写
- 命名树上任何一个节点的域名就是将从该节点到 最高层的域名串连起来，中间使用一个点“.”分隔这些节点。例如，一个完整的域名为 www.bjbook.net
- 域名树中的每个节点必须有一个唯一的名称，但域名树中的不同层级节 点可使用相同的标识，只要在不同的父节点下即可
三、DNS报文格式
- DNS采用客户机/服务器模型。DNS默认使用TCP和UDP端口 53。DNS的请求和应答封装在UDP报文中
会话标识
- 报文头部的会话标识字段由客户端生成随机值填充并由服务器原样 返回。客户端通过该字段来匹配请求和响应
flags
- flags部分非常复杂，如果是请求一般为0x0100。如果为响应，通常有两种情况：0x8182表示服务器失败；0x8180表示服务器 成功响应
问题数目、回答资源记录数、授权资源记录数目、额外资源记录数目
- 对于查询报文，问题数目通常是1，而其他3项则均为0。对于应答报文，问题数目还是1，回答数至少是1
问题
- 问题部分中每个问题的格式由 3 部分顺序组成：查询内容、类型（Type）和类（Class）。 类型和类均为固定的两个字节长度
- 查询内容长度不定，它是一个或多个标识符的序列。每个标识符以首字节的计数值来 说明随后字符串的字节长度，每个名字的最后字节为 0 表示结束。计数字节的值必须是 0～ 63 的数字，因为标识符的最大长度为 63。高位字节为二进制 11 时，用于压缩格式，指向 报文的查询字符串位置，字符串位置是从 DNS 报文头部开始计算的
回答资源记录、授权资源记录、附加信息资源记录
- DNS 报文中最后 3 个字段分别为回答字段、授权字段和附加信息字段，均采用资源记 录（Resource Record，RR）格式。资源记录格式内容顺序包含域名、类型、类、生存时间、 数据长度和数据6部分
- 如下图所示：域名是记录中资源数据对应的名字。它的格式和前面介绍的查询名字段格式相同。类 型和类与问题域内容格式相同。生存时间字段占4个字节，是客户程序保留该资源记录的 秒数，这里已转换为 15 分钟。资源数据长度占两个字节长度。数据部分的格式依赖于类型字段的值，这里的资源数据是4字节的IP地址
四、域名解析器原理
- 用户程序通过解析器与名字服务器交互；用户查询和响应是 C 语言编程接口的入参和 返回值，用户查询一般是调用 getaddrinfo 函数获取 IP 地址，Linux 操作系统通常不缓存查 询结果，每次均调用接口函数进行查询。现在域名解析器动态库已经成为 Linux 主机操作 系统的一部分，供给每一个进程使用
- 注意，如果未配置名字服务器，解析器将默认向 127.0.0.1 发起查询
下图所示为 Linux 系统的 DNS 解析实现原理。解析器通常对几个不同的名字服务 器进行多个查询，才能回答特定用户的查询，因此用户域名查询可能涉及对几个网络的访问和很长的时间
- ①解析库首先查询主机执行流程，查询hosts文件是否有对应域名配置
- ②如果host文件没有该域名，则在resolv.conf文件中取出第一个域名服务器地址
- ③然后向域名服务器地址发起域名查询请求
- ④等待查询响应。如果超时，则向下一个域名服务器发起查询
/etc/resolv.conf配置文件
- 域名解析器提供因特网域名系统（DNS）的解析C函数库。解析器配置文件名默认为resolv.conf，包含C函数库所需的信息，域名解析时首先读取这个文件
- 这个文件的可读 性非常好，包含一系列的关键词，提供各种类型的解析器信息
- 常见的配置如下：
- nameserver：用于配置名字服务器，最多可以设置 3 个名字服务器，每一行一个。 如果有多个名字服务器地址，解析库将按照列表顺序查询。若第一个名字服务器查询超 时，再顺序查询下面的名字服务器，直到所有的名字服务器都尝试一遍。如果没有名 字服务器地址或者这个配置文件不存在，则默认使用本机（127.0.0.1）作为名字服务器 地址
- domain：可以使用相对于本地域名的短名来查询。如果域名没有配置，则返回主机名
- search：search 定义域名的搜索列表，当要查询没有域名的主机时，将在由 search 声明的域中分别顺序进行查找，是只有使用短名时所要附加的域名后缀。domain 和 search 不能共存，如果同时存在，后面出现的将覆盖前面的定义
五、域名解析实例
①没有/etc/resolv.conf 配置文件
- 解析库默认向本机（127.0.0.1）发起域名查询，因 OpenWrt 本身带有 dnsmasq 提供服 务，因此可以返回响应
- 下图为访问域名时的请求和响应报文
②配置多个域名服务器地址
- resolv.conf 配置如下：
- ping 163.com：首先向第一个服务器 59.108.61.61 发起查询 163.com 的 IP 地址，如果 查不到将使用下一个域名服务器来进行查询
③配置有domain
- resolv.conf配置如下图所示，这种情况下如果访问完全合格域名，则直接向域名 服务器发起查询；如果不是完全合格域名，则首先在 hosts 文件中进行查找，如果在 hosts 文件中找不到主机名的 IP 地址，则再向名字服务器发起查询请求。如果是不带点的字符 串，则加上域名后缀向名字服务器发起查询请求，如果中间带有点，则认为是一个域名， 将不用加上域名后缀，直接使用该字符串向名字服务器发起请求
- ①执行“ping 163.com”命令，首先在 hosts 文件中查询主机 163.com 的 IP 地址， 如果查不到将直接向名字服务器查询 163.com 的 IP 地址，找到后向目的 IP 发起 ICMP 请求
- ②执行“ping openwrt”命令，首先在 hosts 文件中查询主机 openwrt 的 IP 地址，如 果查不到将拼接域名后缀“bjbook.net”，然后向名字服务器查询 openwrt.bjbook.net 的 IP 地址，找到后向目的 IP 发起 ICMP请求
