关于域名系统DNS（Domain Name System）

从域名中解析出IP地址。

DNS主要由3部分组成：

① 名称解析器（resolver）
② 域名空间（domain name space）
③ 名称服务器（name server）

DNS服务器获取域名空间的部分信息的方法：

① 由管理员编辑一个原始区域文件；
② 从其他名称服务器那里复制区域文件；
③ 通过向其他DNS服务器查询来获取具有一定时效的缓存信息。

名称服务器的3种主要类型：

① 主（primary）名称服务器：拥有一个区域文件的原始版本的服务器。

② 次（secondary）名称服务器：从其他主名称服务器那里复制一个区域文件。是一个只读版本。次名称服务器通过区域传输（zone transfer）跟随主名称服务器上的区域文件进行变化。

③ 惟高速缓存（caching-only）名称服务器：没有区域文件。它的职责是帮助名称解析器完成名称解析，并缓存解析结果，便于以后使用。当惟高速缓存名称服务器第一次启动时，他没有存储任何DNS信息。它是在启动之后，通过缓存查询的结果来逐渐建立DNS信息。缓存表项的生存时间TTL由提供授权解析结果的名称服务器决定。该服务器将查询的生存时间和名称解析一起返回。

域名解析

TCP/IP 的域名系统是一个有效的、可靠的、通用的、分布式的 名称——地址 映射系统。

域名解析有两种方式：正向解析和反向解析。

① 正向解析：根据域名查询对其对应的IP地址或其他相关信息。

② 反向解析：根据主机的IP地址查询其对应的域名。
DNS在名称空间中设置了一个称谓in-addr.arpa的特殊域，专门用于反向解析。
为了能够使反向解析用与正向解析相同的方法进行解析，反向解析将IP地址的字节倒过来写，构成反向解析的“名称空间”。如：地址是202.119.80.126的主机的域名写成126.80.119.202.in-addr.arpa。

DNS服务器和客户端属于TCP/IP模型的应用层，DNS既可以使用TCP，也可以使用UDP，使用的是TCP/UDP的53号端口。

DNS接收两种类型的解析：递归解析和反复解析

① 递归解析（递归查询）：

要求名称服务器系统一次性完成名称——地址变换。
递归查询强制指定的DNS服务器对请求做出响应（响应要么是一个包含相应解析结果的成功的响应，要么是一个失败的响应）。
本地的DNS服务器可能需要通过再查询一些其他的DNS服务器才能完成解析，当DNS服务器从其他服务器得到响应后，再向客户端发送回答。

② 反复解析（迭代查询）：

要求客户端本身反复寻求名称服务器的服务来获得最终的解析结果。
过程：名称服务器收到请求后，若能够给出解析结果，则返回最终结果到客户端；如果本名称服务器无法给出解析结果，则返回给请求者它认为能够给出解析结果的服务器的IP地址。

请求者收到该IP地址后，将向该地址发送解析请求，直到获得最终的解析结果或失败的响应。

名称服务器在没有任何可以回答的信息时，将返回一个失败的响应。

怎样提高解析效率

可以采用两步名称解析机制和高速缓存技术解决这个问题。

① 两步名称解析机制

Ⅰ. 先通过本地名称服务器进行解析；
Ⅱ. 如果不行，再采用自顶向下的方法搜索。

优点：既提高了效率，又保证了域名管理的层次结构。

② 高速缓存
在名称服务器中使用高速缓存技术，存放最近解析过的 名称——地址 映射和描述解析该名称服务器位置的信息。

优点：可以避免每次解析非本地名称时都进行自顶向下的搜索，从而减少非本地名称解析带来的开销。

缺点：若授权名称服务器中的 名称——地址 映射已经发生了变化。而高速缓存未能作出相应的刷新，会有一个有效性的问题，缓存失效，从而导致解析错误。

有效性问题解决办法：

服务器向解析器报告缓存信息时，必须注明该信息是非授权的，同时还要指出能够给出授权解析结果的名称服务器的地址。

此外，高速缓存中的每一个映射表项都有一个生存时间TTL，一旦某个表的TTL时间到期，便将它从缓存中删除。

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