DNS(域名解析系统)协议
DNS 协议是一个应用层协议,它建立在 UDP 或 TCP 协议之上,默认使用 53 号端口。该协议的功能就是将人类可读的域名 (如,www.qq.com) 转换为机器可读的 IP 地址 (如,119.147.15.13)。
DNS协议默认通过 UDP 协议进行通讯,但是由于广域网中不适合传输过大的 UDP 数据包,因此规定当报文长度超过了 512 字节时,应转换为使用 TCP 协议进行数据传输。所以,DNS 协议是少有的既可以用 UDP 协议,又可以用 TCP 协议作为底层协议的应用层协议。
DNS解析过程
在进行DNS解析时,会经历以下步骤:
(1)浏览器缓存
浏览器会先检查是否在缓存中(浏览器会缓存之前拿到的DNS 2-30分钟时间),没有则调用系统库函数进行查询。
(2)操作系统缓存
操作系统也有自己的 DNS 缓存,但在这之前,会先检查域名是否存在于本地的 Hosts 文件里,没有则向 DNS 服务器发送查询请求。
(3)路由器缓存
如果(1),(2)步都查询无果,则需要借助网络,路由器一般都有自己的DNS缓存,将前面的请求发给路由器,查找ISP服务商缓存的DNS的服务器,如果查找到IP则直接返回,没有的话继续查找。
(4)ISP DNS 缓存
ISP DNS 就是在客户端电脑上设置的首选 DNS 服务器,它们在大多数情况下都会有缓存。
(5)根域名服务器查询
在前面所有步骤都没有缓存的情况下,本地 DNS 服务器会将请求转发到互联网上的根域。
我们熟悉的,www.baidu.com
1. com: 一级域名. 表示这是一个企业域名。同级的还有 “net”(网络提供商), “org”(⾮非盈利组织) 等。
2. baidu: 二级域名,指公司名。
3. www: 只是一种习惯用法。
域名的分级
域名可以划分为各个子域,子域还可以继续划分为子域的子域,这样就形成了顶级域、二级域、三级域等。
如下图所示:
其中顶级域名分为:国家顶级域名、通用顶级域名、反向域名。
国家顶级域名 中国:cn, 美国:us,英国uk…
通用顶级域名 com公司企业,edu教育机构,gov政府部门,int国际组织,mil军事部门 ,net网络,org非盈利组织…
反向域名 arpa,用于PTR查询(IP地址转换为域名)
分类 |
作用 |
---|---|
根域名服务器 |
最高层次的域名服务器,本地域名服务器解析不了的域名就会向其求助 |
顶级域名服务器 |
负责管理在该顶级域名服务器下注册的二级域名 |
权限域名服务器 |
负责一个区的域名解析工作 |
本地域名服务器 |
当一个主机发出DNS查询请求时,这个查询请求首先发给本地域名服务器 |
注:一个域名服务器所负责的范围,或者说有管理权限的范围,就称为区
我们需要注意的是:
1. 每个层的域名上都有自己的域名服务器,最顶层的是根域名服务器
2. 每一级域名服务器都知道下级域名服务器的IP地址
3. 为了容灾, 每一级至少设置两个或以上的域名服务器
域名解析过程
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
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。
区别
递归查询时返回的结果只有两种:查询成功或查询失败。迭代查询返回的是最佳的查询点或者主机地址。
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