DSN理论

DNS是什么

在互联网上有多达到上亿的设备，而这些设备之间互相联通网络，每一台主机都需要一个唯一的标识符（就像是我们每个人都有一张身份证），而这个标识符就是IP地址，由于IP地址是数字，不利于人来使用，人们为了方便记忆，发明了点分十进制，但是还是不方便，又发明了域名，日常生活中使用的是域名。为了将域名和IP地址对应起来，又发明了DNS服务器。

DNS 是互联网上重要的基础应用程序，它作为一个分布式数据库，域名服务器分布在世界各地，储存着域名与 IP 地址的映射关系，每个域名服务器上值存储了部分域名信息。因此为了完成域名解析，通过需要在多个域名服务器之间进行查询。

什么时候需要DNS服务。当浏览器解析到网址是一个域名，那么在发送数据报之前需要将域名转换为IP地址，才能去发包

当然，我们并不是直接就去访问DNS服务器，而是先去缓存中查询：

浏览器缓存：浏览器会先检查是否在缓存中，没有则调用系统库函数进行查询。
操作系统缓存：操作系统也有自己的 DNS缓存，但在这之前，会向检查域名是否存在本地的 Hosts 文件里，没有则向 DNS 服务器发送查询请求。
路由器缓存
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。
根域名服务器查询：在前面所有步骤没有缓存的情况下，本地 DNS 服务器会将请求转发到互联网上的根域

DNS的通信

DNS只要使用TCP/UDP的53端口；

DNS在区域传输的时候使用TCP协议，其他时候使用UDP协议；

区域传送使用TCP的原因：

①辅助DNS服务器会定时（一般3小时）向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动，则会执行一次区域传送，进行数据同步。区域传送将使用TCP而不是UDP，因为数据同步传送的书量比一个请求和应答的数据量要多得多。
②TCP是一种可靠的连接，保证了数据的准确性。

域名解析时使用的是UDP协议：

客户端向DNS服务器查询域名，一般返回内容都不超过512个字节，用UDP传输即可。不用经过TCP三次握手，这样DNS服务器负载更低，响应更快。虽然从理论上说，客户端也可以指定向DNS服务器查询的时候使用TCP，但事实上，很多DNS服务器进行配置的时候，仅支持UDP查询包；

DNS层次结构

DNS 为了实现域名的有效管理与高效的查询，它是按层级结构进行组织的，并且该层次结构与域名的结构( . 分隔)相对应，每个以点分隔的为标签(label)。它所使用的所有名称集合构成了 DNS 名称空间(name space)。

域名的层级是从右往左看: 三级域名.二级域名.顶级域名.根域名

根域名：.root 或者 . ，通常是省略的
顶级域名，如 .com，.cn 等
次级域名，如 baidu.com 里的 baidu，这个是用户可以进行注册购买的
主机域名，比如 baike.baidu.com 里的baike，这个是用户可分配的

主机名.次级域名.顶级域名.根域名
baike.baidu.com.root

例如：客户端想要查询www.yahoo.com的IP

首先，客户端查询根域名服务器.，找到com域名解析服务器；
其次，客户端查询com域名解析服务器，找到yahoo.com域名解析服务器；
最后，客户端查询yahoo.com 域名解析服务器，获得www.yahoo.com的IP地址

补充：DSN本质是一个数据库服务器，对于根域名服务器，具有13个IP地址，但机器数量却不是13台，因为这些IP地址借助了任播的技术，所以我们可以在全球设立这些IP的镜像站点，你访问到的这个IP并不是唯一的那台主机。

DNS解析过程

前提：

当前计算机已经通过ISP接入了互联网，那么ISP就会给计算机分配一个DNS服务器。这个服务器不是权威服务器，而是相当于一个代理的DNS解析服务器，他会帮你迭代权威服务器返回的应答，然后最终将返回IP给这台服务器。
DNS服务器：用于对域名进行解析的域名解析服务器。
DNS代理：用于代理域名服务器，对客户端的查询请求进行响应（一般是本地查找，查找不到再向代理的服务器转发客户端的查询请求）。

现在我要请求查询www.163.com这个域名：

先查询本地DNS缓存（自己电脑上），有则返回，没有进入下一步
查看本地hosts文件有没有相应的映射记录，有则返回，没有进入下一步
向本地的DNS服务器发送请求进行查询
- *本地DNS缓存(也就是本地DNS服务器)是什么呢？如果是DHCP配置，本地DNS由你的网络服务商(ISP)，比如移动、电信等自动分配，它通常就在你网络服务商的某个机房
- 本地DNS服务收到请求之后，会先检查下自己的缓存记录
  - 如果查到了就直接返回结束（这个时候拿到的ip地址，会被标记为非权威服务器的应答。）
  - 如果没有找到：DNS会从配置文件里面读取13个根域名服务器的地址（这些地址是不变的，直接在BIND的配置文件中），然后像其中一台发起请求：请问老大， www.163.com 的ip是啥？
根域名服务器收到请求后，看到这是个 .com 的域名，就会返回com域中的NS记录，一般来说是13台主机名和IP。
本地 DNS 服务器接收到回信后，照着老大哥给的联系方式（ip1），马上给 .com 这个顶级域名服务器的其中一台发起请求：请问 .com 大大，www.163.com 的ip 是啥？
.com 顶级域名服务器接收到请求后，看到这是 163.com 的域名，就回信说：这个域名是 .163.com 老弟管理的，你就去问他就行了，这是他的联系方式（ip2）
本地 DNS 服务器接收到回信后，按照前辈的指引（ip2），又向 .163.com 这个权威域名服务器发起请求：请问 163.com 大大，请问 www.163.com 的ip是啥？
163.com 权威域名服务器接收到请求后，确认了是自己管理的域名，马上查了下自己的小本本，把 www.163.com 的ip告诉了本地DNS服务器。
本地DNS服务器接收到回信后，非常地开心，这下总算拿到了www.163.com的ip了，马上把这个消息告诉了要求查询的客户（就是你的电脑）。由于这个过程比较漫长，本地DNS服务器为了节省时间，也为了尽量不去打扰各位老大哥，就把这个查询结果偷偷地记在了自己的小本本上，方便下次有人来查询时，可以快速回应。

DNS查询分为递归查询和迭代查询

主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
本地域名服务器向根域名服务器(外网)的查询的迭代查询

DNS缓存时间

上面的几个步骤里，可以看到有两个地方会缓存 DNS 的查询记录，有了缓存，在一定程度上会提高查询效率，但同时在准确率上会有所损失。

因此我们在配置 DNS 解析的时候，会有一个 TTL 参数（Time To Live），意思就是这个缓存可以存活多长时间，过了这个时间，本地 DNS 就会删除这条记录，删除了缓存后，你再访问，就要重新走一遍上面的流程，获取最新的地址。

DNS的记录类型

A（Address ）：

又叫做A记录，就是域名的对应的IP地址IPV4

AAAA：

将域名解析到一个指定的IPV6的IP上

CNAME：

别名解析，返回另一个域名，即当前查询的域名是另一个域名的跳转

有了它，就可以将多个名字映射到同一台计算机。
服务器IP地址变更时您就可以不必麻烦的一个一个域名更改指向了。只需要更改做A记录的那个域名其他做别名，那些域名的指向也将自动更改到新的IP地址上了在这里

NS（Name Server）

该域名由哪个DNS服务器来进行解析

DNS服务器NS记录地址一般以以下的形式出现：ns1.domain.com、ns2.domain.com等

MX(Mail eXchange)

返回接收电子邮件的服务器地址。当存在多个MX记录时，按照优先级使用，越小越高

PTR(Pointer Record)

逆向查询记录，只用于从IP地址查询域名

DSN如何负载均衡

站在客户端的角度，这是一次DNS递归查询过程。因为本地DNS全程为它效劳，它只要坐等结果即可。在这个过程中，DNS除了可以通过名称映射为IP地址，它还可以做另外一件事，就是负载均衡。

DNS首先可以做内部负载均衡：

比如，一个应用要访问数据库，在这个应用里面应该配置这个数据库的IP地址，还是应该配置这个数据库的域名呢？显然应该配置域名，因为一旦这个数据库，因为某种原因，换到了另外一台机器上，而如果有多个应用都配置了这台数据库的话，一换IP地址，就需要将这些应用全部修改一遍。但是如果配置了域名，则只要在DNS服务器里面，将域名映射到新的IP地址，这个工作就完成了，大大简化了运维
在这个基础上，我们可以再进一步。比如，某个应用要访问另一个应用，如果配置另外一个应用的IP地址，那么这个访问就是一对一的。但是当被访问的应用撑不住的时候，我们其实可以部署多个。但是，访问它的应用，如何在多个之间进行负载均衡？只要配置成域名就可以了。在域名解析的时候，我们只要配置策略，这次返回第一个IP、下次返回第二个IP，就可以实现负载均衡了

DNS还可以做全局负载均衡：

为了保证我们的应用高可用，往往会部署多个机房，每个地方都会有自己的IP地址。当用户访问某个域名的时候，这个IP地址可以轮询访问多个数据中心。如果一个数据中心因为某种原因挂了，只要在DNS服务器里面，将这个数据中心对应的IP地址删除，就可以实现一定的高可用
另外，我们肯定希望北京的用户访问北京的数据中心，上海的用户访问上海的数据中心，这样，客户体验就会非常好，访问速度就会超快。这就是全局负载均衡的概念

DNS 报文结构

实践

相关的工具和命令: dig,nslookup,host等.其中以dig命令的功能最为强大和灵活.

nslookup

使用本机的dns服务器查询

$ nslookup WWW.baidu.com             # 下面是DNS服务器的地址
Server:         192.168.0.1         # DNS服务器的主机名
Address:        192.168.0.1#53      # DNS服务器的IP地址Non-authoritative answer:        # 下面是查询到的结构
WWW.baidu.com   canonical name = www.a.shifen.com.  # 看dig的具体解析
Name:   www.a.shifen.com     # 解析的URL
Address: 180.101.49.12       # 解析出来的IP
Name:   www.a.shifen.com
Address: 180.101.49.11

指定公网的域名服务器进行查询，比如常见的 114.114.114.114

$ nslookup www.baidu.com 114.114.114.114
Server:         114.114.114.114
Address:        114.114.114.114#53Non-authoritative answer:
www.baidu.com   canonical name = www.a.shifen.com.
Name:   www.a.shifen.com
Address: 180.101.49.12
Name:   www.a.shifen.com
Address: 180.101.49.11

dig

Dig工具会在本地计算机做迭代，然后记录查询的过程。

linux系统自带有

dig常用参数

@ ：指定进行域名解析的域名服务器
-t ：指定要查询的DNS数据类型
-x：进行逆向域名查询
+noall：忽略全部，不进行输出
+answer：只输出结果，省略过程
+trace：进行迭代查
-h：帮助信息

使用迭代查询，跳过缓存DNS服务器，直接向各级域名服务器发起请求

$ dig +trace WWW.baidu.com
;; Warning: Message parser reports malformed message packet.; <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-16.P2.el7_8.6 <<>> +trace WWW.baidu.com
;; global options: +cmd

第一步是向我这台机器的DNS服务器192.168.0.1（网络接入服务器商提供的DSN服务器）获取到根域服务区的13个IP和主机名[b-j].root-servers.net.。

从下面可以看出本地 DNS 服务器 ip 为 192.168.1.1，端口为53，你可以在 /etc/resolv.conf 里看到这个配置

根赋予服务器的IP一个十三个，从a.root-servers.net. 到m.root-servers.net. ,它们对应的ip地址，已经内置在DNS服务器中。

.                       68951   IN      NS      c.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      d.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      e.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      f.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      g.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      h.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      i.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      j.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      k.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      l.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      m.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      a.root-servers.net.
.                       68951   IN      NS      b.root-servers.net.
;; Received 512 bytes from 192.168.0.1#53(192.168.0.1) in 6 ms

第二步是向其中的一台根域服务器192.36.148.17发送www.baidu.com的查询请求，他返回了com.顶级域的服务器IP（未显示）和名称

com.                    172800  IN      NS      k.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      b.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      h.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      l.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      e.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      j.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      f.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      c.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      d.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      g.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      a.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      i.gtld-servers.net.
com.                    172800  IN      NS      m.gtld-servers.net.
com.                    86400   IN      DS      30909 8 2 E2D3C916F6DEEAC73294E8268FB5885044A833FC5459588F4A9184CF C41A5766
com.                    86400   IN      RRSIG   DS 8 1 86400 20201105050000 20201023040000 26116 . El41gNlSItGQmeUPR1JrBL/WsinowCVAY2m6WhyTl9ehb0t0QIWQLQOa VGQtJxHxpCPw/W1Qzlwd1GyIZXpA0wEgwK54i7QFSUxknlTHIuT4bRE9 H5E+TfTmD1rcrdQNJxcZNGFbAe/rsg1jm1iBzE4f6e0Z5XHrK3vqqSZi xA5nX6W95S6MwJNiY//3wVVUANef4AuUJ5E+Vrhd8oxFhGwcLxEJjUTw HbReMHDzTQ4JgupOLMKpjb3uxAxes71fJjugdb5X8hzO6sBFGWKnpHWT b0nMzTaUUghL4PG4OenW4lKcPgHohyf9DeHBxgaoeDVQ0TJyPBURlg+t WioLZA==
;; Received 1176 bytes from 192.36.148.17#53(i.root-servers.net) in 53 ms

第三步，便向com.域的一台服务器192.26.92.30请求,www.baidu.com，他返回了baidu.com域的服务器IP（未显示）和名称，百度有5台顶级域的服务器

baidu.com.              172800  IN      NS      ns2.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns3.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns4.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns1.baidu.com.
baidu.com.              172800  IN      NS      ns7.baidu.com.
CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - CK0Q1GIN43N1ARRC9OSM6QPQR81H5M9A NS SOA RRSIG DNSKEY NSEC3PARAM
CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20201028044154 20201021033154 31510 com. QlJy9nZ6StpWIZMgZf9+xQt2vmdmTRNgHvOcQhFO9y8oxRpLwZn8wfX5 IX5iuTfGNC+BmOrjUbeue/onMkjY1P8otE9a7bc52mwLa8rFl574muLI bbLssIynZ+p4gelNSr+7bsHrGcWiuJCRmakSMI4PR/r896xzd/t9AIb8 LOauiINuIhFag9nBwguS9qDcq4cVIQK2s+X+HtvdSTOcQg==
HPVUSBDNI26UDNIV6R0SV14GC3KGR4JP.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - HPVVN3Q5E5GOQP2QFE2LEM4SVB9C0SJ6 NS DS RRSIG
HPVUSBDNI26UDNIV6R0SV14GC3KGR4JP.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20201028063404 20201021052404 31510 com. Jz5t4ki9CHs2toHA5ngBnoIc3xCT9SJsy3F52Gx55S47j73pecdqK0Ga 7k/Q2zsc+1D8yeV8YvDprhywauNw+JjDZFu4AX5LUr1xxx80yyYVFiMJ uVaQ9qkuSBWlUa7jFMy/DCJMfRv5uoLuvVu1SkAc1WD+xAdcxRAB3e7G 7bZNYEdswprcevF+nOs6hFa9GSgissYzIx+wG90LY44pFg==
;; Received 761 bytes from 192.26.92.30#53(c.gtld-servers.net) in 236 ms

此处可以用dig @192.26.92.30 www.baidu.com查看返回的百度顶级域名服务器IP地址

第四步呢，向百度的顶级域服务器（202.108.22.220）请求www.baidu.com，他发现这个www有个别名，而不是一台主机，别名是www.a.shifen.com。

这是整个请求中的最后一步，当dig查到了别名，整个请求就终止了。

WWW.baidu.com.          1200    IN      CNAME   www.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns5.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns2.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns3.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns1.a.shifen.com.
a.shifen.com.           1200    IN      NS      ns4.a.shifen.com.
;; Received 239 bytes from 202.108.22.220#53(ns1.baidu.com) in 35 ms

但是我们要的是IP而不是别名啊，为什么会终止呢？
待实践

总结：

由根域名服务器查找到负责解析.com的顶级域名服务器
由顶级域名服务器查找到baidu.com的二级域名服务器
由二级域名服务器查找到www.baidu.com对应一条CNAME记录www.a.shifen.com
再去查找www.a.shifen.com对应的A记录
最后返回A记录对应的IP地址

指定域名服务器进行查询

$ dig www.baidu.com @8.8.8.8   #  (谷歌服务器); <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-16.P2.el7_8.6 <<>> www.baidu.com @8.8.8.8
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 57501
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 4, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 512
;; QUESTION SECTION:
;www.baidu.com.                 IN      A;; ANSWER SECTION:
www.baidu.com.          1031    IN      CNAME   www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com.       198     IN      CNAME   www.wshifen.com.
www.wshifen.com.        198     IN      A       104.193.88.123
www.wshifen.com.        198     IN      A       104.193.88.77;; Query time: 39 msec
;; SERVER: 8.8.8.8#53(8.8.8.8)
;; WHEN: 五 10月 23 14:47:58 CST 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 127

ps：我的机器上下面这个请求没有反应

dig www.baidu.com

直接查看结果，忽略过程

$ dig +noall +answer www.baidu.com @8.8.8.8
www.baidu.com.          863     IN      CNAME   www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com.       272     IN      CNAME   www.wshifen.com.
www.wshifen.com.        290     IN      A       103.235.46.39

$ dig www.baidu.com @8.8.8.8 +short
www.a.shifen.com.
www.wshifen.com.
103.235.46.39

DNS区域传输

利用管理员配置不当，查询该域名下的所有服务器

dig  @ns4.sina.com（该域名下的ns服务器）sina.com axfr

可以看出连接失败了，因为新浪不存在该漏洞

只看指定的记录类型

$ dig cname www.baidu.com @8.8.8.8  +short
www.a.shifen.com.

host

host 命令可以看作dig命令的简化版本，返回当前请求域名的各种记录。

DNS抓包分析

深度解析浏览器中输入 URL 后发生了什么

URL到页面到底经历了什么（详细版）

初识网络原理: 从浏览器地址栏输入 URL 到页面渲染之间都经历了什么

DSN解析过程详解

DNS工作原理

网络：抓包分析dns的原理相关推荐

Wireshark抓包分析交换机工作原理
[实验名称] 交换机工作原理 [实验目的] 1.熟悉Linux虚拟网络环境: 2.熟悉Linux中network namespace的基本操作: 3.熟悉Linux中虚拟以太网设备Tap和veth p ...
网络：抓包分析ping的原理
控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)是 TCP/IP 协议族的一个子协议.ICMP 协议用于在 IP 主机和路由器之间传递控制消息,描述网络是否 ...
网站与APP抓包分析1 基础原理与工具使用
简介: 基于网络协议与相关工具对网站与APP应用数据交互流程进行分析. 关键词:TCP.HTTP.HTTPS.HTTPDNS.Chrome.tshark.Charles.fidder.VirtalXp ...
Wireshark网络抓包分析
目录 1. 以太网协议头(数据链路层) -- 14byte 2. IP数据头(网络层) -- 20byte 3. ARP抓包分析 3.1 ARP介绍 3.2 报文格式 3.3 抓包分析 3.3.1 ...
第6组-17通信工程3班-156 黄子羡网络抓包分析
一.地址规划表源ip地址目的ip地址备注 192.168.43.156 221.130.200.202 360搜索导航 192.168.43.156 183.232.136.130 YY直播平台 ...
网络抓包分析工具Wireshark的下载、安装和使用
一.Wireshark下载官网下载地址:https://www.wireshark.org/download.html,在谷歌浏览器地址栏输入官网网址点击需要的版本就会开始下载安装包二.Wire ...
WinPcap网络抓包分析程序--总结
应付大作业写的一个程序,先给出程序的运行界面程序的核心内容是抓包然后分析数据,我做的最多的也是协议分析这块内容.上面首先给出的是当前网络的上传下载速度,这块内容我是参考Windows性能计数器来写的 ...
ping命令网络抓包分析
首先,执行ipconfig确认自己电脑的ip地址可以得到我的电脑的ip地址为192.168.43.15,网关地址为192.168.43.1 打开wireshark抓包工具,ping网关,看看会发生什 ...
分析网络抓包用 python 更高效
Abstract 分析网络抓包用 python 更高效 Authors Walter Fan Category learning note Status v1.0 Updated 2023-01-10 ...

网络：抓包分析dns的原理