TCP / IP学习笔记（9）-dns域名系统

前面已经提到了访问一台机器要靠IP地址和MAC地址，其中，MAC地址可以通过ARP协议得到，所以这对用户是透明的，但是IP地址就不行，无论如何用户都需要用一个指定的IP来访问一台计算机，而IP地址又非常不好记，于是就出现了DNS系统。

DNS系统介绍

DNS的全称是Domain Name System。它负责把FQDN（就是以“。”分隔结尾的名字）翻译成一个IP。最初的DNS系统使用的是一个巨大的hosts.txt文件（很吃惊，用这个就好））使了？），可是一段时间以后，开发这就不得不用数据库来代替HOSTS.TXT文件，最终发展到了现在的分布式数据库。

DNS系统是一个巨大的树，最上方有一个无名树根，下一层是阿尔帕，COM，EDU，GOV，INT，MIL，美国，CN等等，其中ARPA，是域名反解析树的顶端。而玉米，EDU，等域名本来只用在美国（这就是技术特权啊），但是现在几乎全世界通用;而我们，CN，等叫做国家域这个树里面的域名并不是统一管理的，网络信息中心（NIS）负责分配顶级域合委派其他制定地区域的授权机构。

一个独立管理的DNS子树叫做区，最常见的区域就是二级域名，比如说.COM.CN。我们还可以把这个二级域名给划分成更小的区域，比如说sina.com.cn.
DNS系统是一个分布式的数据库，当一个数据库发现自己并没有某查询所需要的数据的时候，它将把查询转发出去，而转发的目的地通常是根服务器，根服务器从上至下层层转发查询，直到找到目标为止.DNS还有一个特点就是使用高速缓存，DNS把查询过的数据缓存在某处，以便于下次查询时使用。

DNS协议

DNS报文定义了一个既可以查询也可以响应的报文格式对各个字段简单解释如下：

1.最前面的16个位的唯一的标示了问题号码，用于查询端区别自己的查询。

2.紧接着的16个位又可以做进一步的细分，标示了报文的性质和一些细节，比如说是查询报文还是响应报文，需要递归查询与否（一般服务器都支持递归查询，而且不需要任何设置，BIND就是这样）

3.查询问题后面有查询类型，包括A，NS，CNAME，PTR，HINFO，MX，如果熟悉BIND的话，就知道在区域的配置文件里面，每一条记录都记载了各自的类型，比如一个就是IP地址，NS就是名字服务器。

4.响应报文可以回复多个IP，也就是说，域名可以和多个IP地址对应，并且有很多CNAME。

反向查询

正向查询指的是通过域名得到IP的查询，而反向查询就是通过IP得到域名。例如用主机命令，主机IP就可以得到服务器的域名，主机域名就到了IP。

稍微知道一点数据结构的人都能意识到，在正向查询的域里面做反向查询，其做法只有遍历整个数据集合----对于DNS来说，那就是遍历整个数据库，这将带来巨大的负担，所以DNS采取了另一种方法，使用另一棵子树来维护IP->域名的对应表。

这个子树的根节点是in-addr.arpa，而一个IP例如192.168.11.2所具有的DNS地址就是2.11.168.192.in-addr.arpa（IP倒置）。在DNS系统里面，一个反向地址对应一个PTR纪录（对应甲纪录），所以反向查询又叫做指针（PTR）查询。

其他问题的讨论

DNS服务器高速缓存

BIND9默认是作为一个高速缓存服务器，其将所有的查询都转交到根服务器去，然后得到结果并放在本地的缓冲区，以加快查询速度。如果有兴趣可以安装一个BIND9来尝试一下。而自己定义的区域则可以规定其在缓存中的时间，一般是1天（就是配置文件中的1D）。

用UDP还是TCP

DNS服务器支持TCP和UDP两种协议的查询方式，而且端口都是53而大多数的查询都是UDP查询的，一般需要TCP查询的有两种情况：

1.当查询数据多大以至于产生了数据截断（TC标志为1），这时，需要利用TCP的分片能力来进行数据传输（看TCP的相关章节）。

2.当主（主）服务器和辅（从）服务器之间通信，辅服务器要拿到主服务器的区域信息的时候。

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