DNS域名工作原理及解析
0x00 定义
DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP端口53[1]。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。
总结以下几点：
1）映射域名与IP
2）使用TCP/UDP:53端口
3）每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符
4）早期的DNS是只支持英文域名解析。在IDNs（国际化域名Internationalized Domain Names）推出以后，为了保证兼容以前的DNS，所以，对IDNs进行punycode转码，转码后的punycode就由26个字母+10个数字，还有“-”组成。
中国.cn，用Punycode转换后为：xn--fiqs8s. cn
0x01 域名结构
DNS 系统采用的是分布式的解析方案，整个 DNS 架构是一种层次树状结构，这个树状结构称为 DNS 域名空间，如图：
树状结构最顶层称为根域，用 “.” 表示，相应服务器称为根服务器，整个域名空间解析权都归跟服务器所有，但根服务器无法承担庞大的负载，采用“委派”机制，在根域下设置了一些顶级域，然后将不同顶级域解析权分别委派给相应的顶级域服务器，如将 com 域 的解析全委派给 com 域服务器，以后但凡跟服务器收到以 com 结尾的域名解析请求，都会转发给com 域服务器，同样道理，为了减轻顶级域的压力，又下设了若干二级域，二级域又下设三级域或主机
根域
位于域名空间最顶层，一般用一个 “.” 表示
顶级域
一般代表一种类型的组织机构或国家地区，如 net、com、org、edu、gov、mil、cn、jp、hk
二级域
用来标明顶级域内的一个特定的组织，国家顶级域下面的二级域名由国家网络部门统一管理，如 .cn 顶级域名下面设置的二级域名：.com.cn、.net.cn、.edu.cn …
子域
二级域下所创建的各级域统称为子域，各个组织或用户可以自由申请注册自己的域名
主机
主机位于域名空间最下层，就是一台具体的计算机，如 www、mail、都是具体的计算机名字，可用www.sina.com.cn.、mail.sina.com.cn. 来表示，这种表示方式称为 FQDN (完全合格域名)，也是这台主机在域名中的全名
0x02 DNS记录
转载了一篇比较全的DNS记录说明，可以看一下
下面说一下比较常见一些记录信息
A/AAAA、CNAME、MX、NS、TXT、SPF
下面挨个介绍一下。
A记录/AAAA记录
IPv4：
- 示例：ns1.exmaple.com. IN A 198.51.100.2
- 解释：【domain】 IN A 【IP地址】
IPv6：
- 示例：ns1.exmaple.com. IN AAAA 8fe0::8f61:ac8:30cd:a16e
- 解释：【domain】 IN AAAA 【IP地址】
※IN的意思是「Internet」，不是IN/OUT的「IN」。
干什么用呢？
我们在浏览器输入域名后，需要向DNS服务器请求，找到这个域名对应的服务器IP。上面示例就是这么一条记录。
虽然域名和IP都可以变更，但是相比来说域名变更更加简单和随意。所以当网站更换自己域名的时候，就需要修改这条记录。
CNAME
- 示例：sub.example.com. IN CNAME hoge.example.com.
- 解释：【別名】 IN CNAME 【原名】
干什么用呢？
给某一个domain起多个名字。
类似于，jd.com,jd360.com,jingdong.com虽然是不同名字的域名，但是可以指向同一个原名jd.com。可以让企业的对外展示更加灵活。
举例：
jd360.com IN CNAME jd.com
jingdong.com IN CNAME jd.com
jd.com IN A 123.123.123.123 （这条是A记录例子）
MX记录
- MX记录（Mail Exchange）：邮件路由记录
在DNS上设定，用于将邮箱地址@符号后的域名指向邮件服务器。 - 示例：example.com. IN MX 10 mail.example.com.
- 解释：【domain】 IN MX 【优先度】 【邮件服务器】
干什么用呢？
当发信侧服务器给受信侧发邮件时，首先会要求DNS服务器解析受信侧邮箱地址中@后面部分的域名对应的MX记录（DNS的写法可以理解成example.com 的A记录下面，有一行上面示例的MX记录，当然邮箱服务器也有对应的A记录）。
这样，邮件就直接发到对应的MX记录的A记录里的IP了。
例子：给[email protected]发邮件的话，
DNS会返回给发信侧198.51.100.3这个IP
exmaple.com. IN A 198.51.100.2
example.com. IN MX 10 mail.example.com.
mail.example.com. IN A 198.51.100.3
※如果是普通用户通过【exmaple.com】浏览主页，那么DNS继续返回 198.51.100.2 。这个其实也需要DNS判断请求服务器是邮件服务器还是普通的访问。
NS记录
- 指定域名解析服务器。
- 示例：example.com. IN NS ns1.example.com.
- 解释：【domain】 IN NS 【DNS服务器】
干什么用呢？
指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析。
TXT记录
- 示例：ns1.exmaple.com. IN TXT "联系电话：XXXX"
- 解释：【domain】 IN TXT 【任意字符串】
干什么用呢？
一般指某个主机名或域名的说明，或者联系方式，或者标注提醒等等。
SPF记录
SPF记录是TXT记录的一个运用。后面的备注需要按照指定的格式才能有效。
- 示例：exmaple.com. IN TXT "v=spf1 ip4:198.51.100.1 ~all"
- 解释：【domain】 IN TXT 【送信侧邮件服务器确认规则】
干什么用呢？
从发信侧服务器设定到DNS上的这条记录中，读取信息，判断发信侧是否合法。
如果不符合规则，那么按照约定的规则处理掉。
跟MX记录正好相反。
MX：我是收件服务器，你找我时，请参考我设定到DNS服务器上的MX记录。
SPF：我是发信服务器，你接受邮件时，请参考我设定到DNS服务器上SPF规则。如果不是我发的信，你可以删掉或者接收。
SPF记录规则
-
格式：
版本 空格 定义 空格 定义 （空格 定义的循环）
跟着例子看的话，比较好理解。
example.com. IN SPF "v=spf1 ip4:192.0.2.1 -all"- v=spf1 是版本。只出现一次。
- ip4:192.0.2.1 第一个定义
- -all 第二个定义
-
定义的格式。
- 种类
| all | ip4 | ip6 | a | mx | ptr | exists | include| - 前缀
"+" Pass（通过）
"-" Fail（拒绝）
"~" Soft Fail（软拒绝）
"?" Neutral（中立）
- 种类
-
定义测试
测试时，将从前往后依次测试每个定义。
如果一个定义命中了要查询的 IP 地址，则由相应定义的前缀决定怎么处理。默认的前缀为+。
如果测试完所有的 定义也没有命中，则结果为 Neutral。
结果及处理方法一览
| 结果 | 说明 | 服务器处理办法 |
|---|---|---|
| Pass | 发件IP是合法的 | 接受来信 |
| Fail | 发件 IP 是非法的 | 退信 |
| Soft Fail | 发件 IP 非法，但是不采取强硬措施 | 接受来信，但是做标记 |
| Neutral | SPF 记录中没有关于发件 IP 是否合法的信息 | 接受来信 |
| None | 服务器没有设定 SPF 记录 | 接受来信 |
| PermError | 发生了严重错误（例如 SPF 记录语法错误） | 没有规定 |
| TempError | 发生了临时错误（例如 DNS 查询失败） | 接受或拒绝 |
域名解析总体可分为一下过程：
(1) 输入域名后, 先查找自己主机对应的域名服务器，域名服务器先查找自己的数据库中的数据.
(2) 如果没有， 就向上级域名服务器进行查找， 依次类推
(3) 最多回溯到根域名服务器, 肯定能找到这个域名的IP地址
(4) 域名服务器自身也会进行一些缓存， 把曾经访问过的域名和对应的IP地址缓存起来, 可以加速查找过程
具体过程可描述如下：
1. 主机先向本地域名服务器进行递归查询
2. 本地域名服务器采用迭代查询，向一个根域名服务器进行查询
3. 根域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应该查询的顶级域名服务器的IP地址
4. 本地域名服务器向顶级域名服务器进行查询
5. 顶级域名服务器告诉本地域名服务器，下一步查询权限服务器的IP地址
6. 本地域名服务器向权限服务器进行查询
7. 权限服务器告诉本地域名服务器所查询的主机的IP地址
8. 本地域名服务器最后把查询结果告诉主机
上文我们提出了两个概念：递归查询和迭代查询
（1）递归查询：本机向本地域名服务器发出一次查询请求，就静待最终的结果。如果本地域名服务器无法解析，自己会以DNS客户机的身份向其它域名服务器查询，直到得到最终的IP地址告诉本机
（2）迭代查询：本地域名服务器向根域名服务器查询，根域名服务器告诉它下一步到哪里去查询，然后它再去查，每次它都是以客户机的身份去各个服务器查询。
通俗地说，递归就是把一件事情交给别人，如果事情没有办完，哪怕已经办了很多，都不要把结果告诉我，我要的是你的最终结果，而不是中间结果；如果你没办完，请你找别人办完。
迭代则是我交给你一件事，你能办多少就告诉我你办了多少，然后剩下的事情就由我来办。
下面采用了Amazon的例子
- 用户打开 Web 浏览器，在地址栏中输入 www.example.com，然后按 Enter 键。
- www.example.com 的请求被路由到 DNS 解析程序（即本地DNS服务器），这一般由用户的 Internet 服务提供商 (ISP) 进行管理，例如有线 Internet 服务提供商、DSL 宽带提供商或公司网络。
- ISP 的 DNS 解析程序将 www.example.com 的请求转发到 DNS 根名称服务器。
- ISP 的 DNS 解析程序再次转发 www.example.com 的请求，这次转发到 .com 域的一个 TLD 名称服务器。.com 域的名称服务器使用与 example.com 域相关的四个 Amazon Route 53 名称服务器的名称来响应该请求。
- ISP 的 DNS 解析程序选择一个 Amazon Route 53 名称服务器，并将 www.example.com 的请求转发到该名称服务器。
- Amazon Route 53 名称服务器在 example.com 托管区域中查找 www.example.com 记录，获得相关值，例如，Web 服务器的 IP 地址 (192.0.2.44)，并将 IP 地址返回至 DNS 解析程序。
- ISP 的 DNS 解析程序最终获得用户需要的 IP 地址。解析程序将此值返回至 Web 浏览器。DNS 解析程序还会将 example.com 的 IP 地址缓存 (存储) 您指定的时长，以便它能够在下次有人浏览 example.com 时更快地作出响应。有关更多信息，请参阅存活期 (TTL)。
- Web 浏览器将 www.example.com 的请求发送到从 DNS 解析程序中获得的 IP 地址。这是您的内容所处位置，例如，在 Amazon EC2 实例中或配置为网站终端节点的 Amazon S3 存储桶中运行的 Web 服务器。
- 192.0.2.44 上的 Web 服务器或其他资源将 www.example.com 的 Web 页面返回到 Web 浏览器，且 Web 浏览器会显示该页面。
0x00 定义
DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP端口53[1]。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。
总结以下几点：
1）映射域名与IP
2）使用TCP/UDP:53端口
3）每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符
4）早期的DNS是只支持英文域名解析。在IDNs（国际化域名Internationalized Domain Names）推出以后，为了保证兼容以前的DNS，所以，对IDNs进行punycode转码，转码后的punycode就由26个字母+10个数字，还有“-”组成。
中国.cn，用Punycode转换后为：xn--fiqs8s. cn
0x01 域名结构
DNS 系统采用的是分布式的解析方案，整个 DNS 架构是一种层次树状结构，这个树状结构称为 DNS 域名空间，如图：
树状结构最顶层称为根域，用 “.” 表示，相应服务器称为根服务器，整个域名空间解析权都归跟服务器所有，但根服务器无法承担庞大的负载，采用“委派”机制，在根域下设置了一些顶级域，然后将不同顶级域解析权分别委派给相应的顶级域服务器，如将 com 域 的解析全委派给 com 域服务器，以后但凡跟服务器收到以 com 结尾的域名解析请求，都会转发给com 域服务器，同样道理，为了减轻顶级域的压力，又下设了若干二级域，二级域又下设三级域或主机
根域
位于域名空间最顶层，一般用一个 “.” 表示
顶级域
一般代表一种类型的组织机构或国家地区，如 net、com、org、edu、gov、mil、cn、jp、hk
二级域
用来标明顶级域内的一个特定的组织，国家顶级域下面的二级域名由国家网络部门统一管理，如 .cn 顶级域名下面设置的二级域名：.com.cn、.net.cn、.edu.cn …
子域
二级域下所创建的各级域统称为子域，各个组织或用户可以自由申请注册自己的域名
主机
主机位于域名空间最下层，就是一台具体的计算机，如 www、mail、都是具体的计算机名字，可用www.sina.com.cn.、mail.sina.com.cn. 来表示，这种表示方式称为 FQDN (完全合格域名)，也是这台主机在域名中的全名
0x02 DNS记录
转载了一篇比较全的DNS记录说明，可以看一下
下面说一下比较常见一些记录信息
A/AAAA、CNAME、MX、NS、TXT、SPF
下面挨个介绍一下。
A记录/AAAA记录
IPv4：
- 示例：ns1.exmaple.com. IN A 198.51.100.2
- 解释：【domain】 IN A 【IP地址】
IPv6：
- 示例：ns1.exmaple.com. IN AAAA 8fe0::8f61:ac8:30cd:a16e
- 解释：【domain】 IN AAAA 【IP地址】
※IN的意思是「Internet」，不是IN/OUT的「IN」。
干什么用呢？
我们在浏览器输入域名后，需要向DNS服务器请求，找到这个域名对应的服务器IP。上面示例就是这么一条记录。
虽然域名和IP都可以变更，但是相比来说域名变更更加简单和随意。所以当网站更换自己域名的时候，就需要修改这条记录。
CNAME
- 示例：sub.example.com. IN CNAME hoge.example.com.
- 解释：【別名】 IN CNAME 【原名】
干什么用呢？
给某一个domain起多个名字。
类似于，jd.com,jd360.com,jingdong.com虽然是不同名字的域名，但是可以指向同一个原名jd.com。可以让企业的对外展示更加灵活。
举例：
jd360.com IN CNAME jd.com
jingdong.com IN CNAME jd.com
jd.com IN A 123.123.123.123 （这条是A记录例子）
MX记录
- MX记录（Mail Exchange）：邮件路由记录
在DNS上设定，用于将邮箱地址@符号后的域名指向邮件服务器。 - 示例：example.com. IN MX 10 mail.example.com.
- 解释：【domain】 IN MX 【优先度】 【邮件服务器】
干什么用呢？
当发信侧服务器给受信侧发邮件时，首先会要求DNS服务器解析受信侧邮箱地址中@后面部分的域名对应的MX记录（DNS的写法可以理解成example.com 的A记录下面，有一行上面示例的MX记录，当然邮箱服务器也有对应的A记录）。
这样，邮件就直接发到对应的MX记录的A记录里的IP了。
例子：给[email protected]发邮件的话，
DNS会返回给发信侧198.51.100.3这个IP
exmaple.com. IN A 198.51.100.2
example.com. IN MX 10 mail.example.com.
mail.example.com. IN A 198.51.100.3
※如果是普通用户通过【exmaple.com】浏览主页，那么DNS继续返回 198.51.100.2 。这个其实也需要DNS判断请求服务器是邮件服务器还是普通的访问。
NS记录
- 指定域名解析服务器。
- 示例：example.com. IN NS ns1.example.com.
- 解释：【domain】 IN NS 【DNS服务器】
干什么用呢？
指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析。
TXT记录
- 示例：ns1.exmaple.com. IN TXT "联系电话：XXXX"
- 解释：【domain】 IN TXT 【任意字符串】
干什么用呢？
一般指某个主机名或域名的说明，或者联系方式，或者标注提醒等等。
SPF记录
SPF记录是TXT记录的一个运用。后面的备注需要按照指定的格式才能有效。
- 示例：exmaple.com. IN TXT "v=spf1 ip4:198.51.100.1 ~all"
- 解释：【domain】 IN TXT 【送信侧邮件服务器确认规则】
干什么用呢？
从发信侧服务器设定到DNS上的这条记录中，读取信息，判断发信侧是否合法。
如果不符合规则，那么按照约定的规则处理掉。
跟MX记录正好相反。
MX：我是收件服务器，你找我时，请参考我设定到DNS服务器上的MX记录。
SPF：我是发信服务器，你接受邮件时，请参考我设定到DNS服务器上SPF规则。如果不是我发的信，你可以删掉或者接收。
SPF记录规则
-
格式：
版本 空格 定义 空格 定义 （空格 定义的循环）
跟着例子看的话，比较好理解。
example.com. IN SPF "v=spf1 ip4:192.0.2.1 -all"- v=spf1 是版本。只出现一次。
- ip4:192.0.2.1 第一个定义
- -all 第二个定义
-
定义的格式。
- 种类
| all | ip4 | ip6 | a | mx | ptr | exists | include| - 前缀
"+" Pass（通过）
"-" Fail（拒绝）
"~" Soft Fail（软拒绝）
"?" Neutral（中立）
- 种类
-
定义测试
测试时，将从前往后依次测试每个定义。
如果一个定义命中了要查询的 IP 地址，则由相应定义的前缀决定怎么处理。默认的前缀为+。
如果测试完所有的 定义也没有命中，则结果为 Neutral。
结果及处理方法一览
| 结果 | 说明 | 服务器处理办法 |
|---|---|---|
| Pass | 发件IP是合法的 | 接受来信 |
| Fail | 发件 IP 是非法的 | 退信 |
| Soft Fail | 发件 IP 非法，但是不采取强硬措施 | 接受来信，但是做标记 |
| Neutral | SPF 记录中没有关于发件 IP 是否合法的信息 | 接受来信 |
| None | 服务器没有设定 SPF 记录 | 接受来信 |
| PermError | 发生了严重错误（例如 SPF 记录语法错误） | 没有规定 |
| TempError | 发生了临时错误（例如 DNS 查询失败） | 接受或拒绝 |
域名解析总体可分为一下过程：
(1) 输入域名后, 先查找自己主机对应的域名服务器，域名服务器先查找自己的数据库中的数据.
(2) 如果没有， 就向上级域名服务器进行查找， 依次类推
(3) 最多回溯到根域名服务器, 肯定能找到这个域名的IP地址
(4) 域名服务器自身也会进行一些缓存， 把曾经访问过的域名和对应的IP地址缓存起来, 可以加速查找过程
具体过程可描述如下：
1. 主机先向本地域名服务器进行递归查询
2. 本地域名服务器采用迭代查询，向一个根域名服务器进行查询
3. 根域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应该查询的顶级域名服务器的IP地址
4. 本地域名服务器向顶级域名服务器进行查询
5. 顶级域名服务器告诉本地域名服务器，下一步查询权限服务器的IP地址
6. 本地域名服务器向权限服务器进行查询
7. 权限服务器告诉本地域名服务器所查询的主机的IP地址
8. 本地域名服务器最后把查询结果告诉主机
上文我们提出了两个概念：递归查询和迭代查询
（1）递归查询：本机向本地域名服务器发出一次查询请求，就静待最终的结果。如果本地域名服务器无法解析，自己会以DNS客户机的身份向其它域名服务器查询，直到得到最终的IP地址告诉本机
（2）迭代查询：本地域名服务器向根域名服务器查询，根域名服务器告诉它下一步到哪里去查询，然后它再去查，每次它都是以客户机的身份去各个服务器查询。
通俗地说，递归就是把一件事情交给别人，如果事情没有办完，哪怕已经办了很多，都不要把结果告诉我，我要的是你的最终结果，而不是中间结果；如果你没办完，请你找别人办完。
迭代则是我交给你一件事，你能办多少就告诉我你办了多少，然后剩下的事情就由我来办。
下面采用了Amazon的例子
- 用户打开 Web 浏览器，在地址栏中输入 www.example.com，然后按 Enter 键。
- www.example.com 的请求被路由到 DNS 解析程序（即本地DNS服务器），这一般由用户的 Internet 服务提供商 (ISP) 进行管理，例如有线 Internet 服务提供商、DSL 宽带提供商或公司网络。
- ISP 的 DNS 解析程序将 www.example.com 的请求转发到 DNS 根名称服务器。
- ISP 的 DNS 解析程序再次转发 www.example.com 的请求，这次转发到 .com 域的一个 TLD 名称服务器。.com 域的名称服务器使用与 example.com 域相关的四个 Amazon Route 53 名称服务器的名称来响应该请求。
- ISP 的 DNS 解析程序选择一个 Amazon Route 53 名称服务器，并将 www.example.com 的请求转发到该名称服务器。
- Amazon Route 53 名称服务器在 example.com 托管区域中查找 www.example.com 记录，获得相关值，例如，Web 服务器的 IP 地址 (192.0.2.44)，并将 IP 地址返回至 DNS 解析程序。
- ISP 的 DNS 解析程序最终获得用户需要的 IP 地址。解析程序将此值返回至 Web 浏览器。DNS 解析程序还会将 example.com 的 IP 地址缓存 (存储) 您指定的时长，以便它能够在下次有人浏览 example.com 时更快地作出响应。有关更多信息，请参阅存活期 (TTL)。
- Web 浏览器将 www.example.com 的请求发送到从 DNS 解析程序中获得的 IP 地址。这是您的内容所处位置，例如，在 Amazon EC2 实例中或配置为网站终端节点的 Amazon S3 存储桶中运行的 Web 服务器。
- 192.0.2.44 上的 Web 服务器或其他资源将 www.example.com 的 Web 页面返回到 Web 浏览器，且 Web 浏览器会显示该页面。