DNS应用
DNS（Domain Name System：域名系统）概述
DNS解决的问题：
1.主机的标识（Internet上主机/路由器的识别问题）
- IP地址(数字，不利于人使用)
- 域名：www.hit.edu.cn（日常上网时标识主机的是域名，更好识别，更有意义，更好记忆）
2.域名与IP之间通过域名解析系统DNS完成映射
- DNS是一个多层命名服务器构成的分布式数据库
- DNS也是一个应用层协议（它在这个应用层协议之上，有应用层软件完成域名的解析）
- DNS提供的服务虽是Internet的核心功能，但是它却是由应用层协议在应用层实现的（为何？）
- 网络边界复杂
DNS服务
1.提供域名向IP地址翻译的服务
2.提供主机别名的服务
3.提供邮件服务别名的服务
4.负载均衡：Web服务器【如大的门户网站对外提供Web应用的话，显然不是一台服务器能提供的。当进行域名向IP地址翻译的时候，提供多个映射（即提供多个web服务器的地址），没有新服务的时候，就把地址的顺序调整一下，这些服务器就会轮流出现在第一名上，客户端就会访问排在第一位的服务器从而实现负载均衡】
DNS不采用集中式的原因:
- 单点失败问题（上网收邮件等在做交互之前，需请求域名解析器告知IP地址。若启用集中式DNS服务，一旦DNS服务瘫痪，那么整个互联网就瘫痪了）
- 流量问题（大量主机向一服务点请求DNS查询，流量巨大，成本高昂）
- 距离问题（距离服务点过远会产生很大的延迟问题)
- 维护性问题
- 集中式DNS不可伸缩，对需要的应用需求不可行，
分布式层次式数据库
层次结构：第一层：根DNS服务器；第二层：顶级DNS服务器（如：com；org；edu）；第三层：权威DNS服务器
客户端查询域名IP的过程示例，以www.amazon.com为例：
- 客户端查询根服务器，找到com域名解析服务器
- 客户端查询com域名解析服务器，找到amazom.com域名解析服务器
- 客户端查询amazon.com域名解析服务器，获得www.amazon.com的IP地址
DNS根域名服务器（全球有13个根域名服务器）
1.本地域名解析服务器无法解析域名时，访问根域名服务器
2.根域名服务器如果不知道映射，则访问权威域名服务器；如果知道，则直接获得映射，最后向本地域名服务器返回映射
TLD和权威域名解析服务器
1.顶级域名服务器（TLD，top-level domain）：负责com，org，net，edu等顶级域名和cn，uk，fr等国家顶级域名。
- 顶级域名服务服务器由一些公司维护，如Network Solution维护com顶级域名服务器；Educause维护edu顶级域名服务器
2.权威（Authoritative）域名服务器：组织的域名解析服务器，提供组织内部服务器的解析服务
- 组织（或委托服务提供商）负责维护
本地域名解析服务器（或称为默认域名解析服务器）
1.不严格属于层级体系
2.每个ISP都有一个本地域名服务器
3.当主机进行DNS查询时，查询被发送到本地域名服务器
- 本地域名服务器作为代理（proxy），将查询转发给（层级式）域名解析服务器系统
DNS查询实例
迭代查询
- 被查询服务器返回域名解析服务器的名字
- “我不认识这个域名，但是你可以问这个服务器”
Cis.poly.edu的主机想获得gaia.cs.umass.edu的IP地址：
1：访问本地域名解析服务器，将它的请求发给本地域名服务器（dns.poly.edu）
2：本地DNS服务器代它问根域名服务器
3：根域名服务器返回顶级域名服务器的地址
4：问顶级服务器umass.edu的域名解析服务器
5：返给本地域名服务器umass.edu的权威域名解析服务器
6：本地域名解析器询问权威解析服务器gaia.cs.umass.edu的IP地址
7：umass的域名解析服务器把gaia.cs.umass.edu的IP地址返给poly.edu的DNS服务器
8：本地域名解析服务器告诉请求主机gaia.cs.umass.edu的IP地址
递归查询
- 将域名解析的任务交给所联系的服务器
思考：递归查询和迭代查询有什么差别，对各个域名服务器所带来的负载有什么不同
例题:
DNS记录缓存和更新
1：只要域名解析服务器获得域名——IP映射，就缓存这一映射（降低查询数量，提高响应速度）
- 一段时间过后，缓存条目失效（删除）
- 本地域名服务器一般会缓存顶级域名服务器的映射（因此根域名服务器不经常被访问）
2：记录的更新/通知机制
- RFC 2136
- Dynamic Updates in the Domain Name System(DNS UPDATE)
思考题：我国没有根域名服务器，是否会影响我国的网络安全，会有什么影响。
DNS记录和消息格式
1.DNS记录也称为资源记录（RR,resource records）
2.RR format：（name，value，type，ttl）——（名字，值，类型，时间有效性）
- ttl——time to live
- 不同类型区别在于对name和value的解释不同
3.消息格式的常见类型
- Type=A：Name：主机域名；Value：IP地址
- Type=NS：Name：域（如edu.cn）；Value：该域权威域名解析服务器的主机域名
- Type=CNAME:Name：某一真实域的别名（如：www.ibm.com-servereast.backup2.ibm.com）;value：真实域名
- Type=MX：Value是与Name相对应的邮件服务器
DNS协议与消息
1.DNS协议是一个查询，回复的协议。且查询回复的消息格式相同。
2.消息头部：
- Identification：16位查询编号，回复使用相同的编号
- flags（一些标识位）：标识消息是查询还是回复；是否期望递归；递归是否可用；是否为权威回答
思考：DNS应用是使用TCP协议还是UDP协议?
域名注册
- 向域名管理机构提供你的权威域名解析服务器的名字和IP地址
- 域名管理机构向com顶级域名解析服务器中插入两条记录
- 在权威域名解析服务器中加入Type A和Type MX记录
思考题：请查阅相关资料，找出那些在应用层实现的Internet核心服务，调研它们的协议，消息格式