DNS学习手记 摘录自微信公众号“无声黑白”（wushengheibai7）

DNS基础概念相关

DNS协议运行在UDP协议之上，使用端口号53。

DNS查询过程

♣以查询 www.qq.com 这个域名为例

DNS查询过程

  1. 在浏览器中输入 www.qq.com ，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。

  2. 如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。

  3. 如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。

  4. 如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。

  5. 如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS（DNS服务器的根提示中配置），根DNS服务器收到请求后会判断这个域名（.com）是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址（qq.com）给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到 www.qq.com 主机。

  6. 如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用的是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。

  7. 当其他客户端再次向本地DNS服务器查询 www.qq.com 时，在TTL时间内，本地DNS服务器不再向根域名服务器转发请求，而是直接从缓存中读取数据应答给客户端。 如果已经超过TTL时间，则本地DNS服务器会再次经历一次上述2-6的过程。

DNS域名结构

DNS命名系统采用层次的逻辑结构，如同一颗倒置的树，这个逻辑的树形结构称为域名空间，由于DNS划分了域名空间，所以各机构可以使用自己的域名空间创建DNS信息。

注：DNS域名空间中，树的最大深度不得超过127层，树中每个节点最长可以存储63个字符。DNS树的每个节点代表一个域。通过这些节点，对整个域名空间进行划分，成为一个层次结构。域名空间的每个域的名字，通过域名进行表示。

DNS域名结构

域名：通常由一个完全合格域名（FQDN）标识。FQDN能准确表示出其相对于DNS 域树根的位置，也就是节点到DNS 树根的完整表述方式，从节点到树根采用反向书写，并将每个节点用“.”分隔，对于DNS 域google 来说，其完全正式域名（FQDN）为google.com。
例如，google为com域的子域，其表示方法为google.com，而www为google域中的子域，可以使用www.google.com表示。

DNS顶级域

共有3种类型的顶级域。

  • 组织域：也叫通用顶级域，采用3个字符的代号，表示DNS域中所包含的组织的主要功能或活动。比如com为商业机构组织，edu为教育机构组织，gov为政府机构组织，mil为军事机构组织，net为网络机构组织，org为非营利机构组织，int为国际机构组织等等。
  • 地址域：采用两个字符的国家或地区代号.如cn为中国，kr为韩国，us为美国。
  • 反向域：这是个特殊域，名字为in-addr.arpa，用于将IP地址映射到名字（反向查询）。

为什么只有13台DNS根服务器

UDP通常用于查询和响应，TCP用于主服务器和从服务器之间的区传送。遗憾的是，在所有UDP实现中能保证正常工作的最大包长是512字节，对于在每个包中必须含有数字签名的一些DNS新特性（例如，DNSSEC）来说实在是太小了。
512字节的限制还影响了根服务器的数量和名字。要让所有的根服务器数据能包含在一个512字节的UDP包中，根服务器只能限制在13个，而每个服务器要使用字母表中的单个字母命名（13台根服务器以字母a-m命名）。
通常常说的13台根服务器只是逻辑上的13台，是指13个根域名系统，大部分根域名服务器通过采用任播技术来共用一个IP，其实物理服务器在全球范围内已有602台，中国大陆有5台（北京4台，杭州1台），中国香港有5台，中国台湾有3台（数据统计截止2017年02月15日 官方网址：http://www.root-servers.org/ ）

DNS配置中的常用记录类型

  • A记录：一般来说就是域名对应的IPV4地址，比如我们购买了腾讯云服务器，它会提供一个IP地址，这里就是将域名和IP地址进行绑定。
  • CNAME：别名记录，通俗来说就是给网站起一个见得人的学名。比如我想使用七牛云做图床，那么创建服务后七牛云会提供一个类似“7abcde.fgh.ij.klm.clouddn.com”的域名，但显然我不想把这个又长又难记而且没什么意义的域名给别人用，那么我就可以在DNS解析记录中添加一条CNAME记录，为该域名起一个简单易懂的名字（当然并不是随便取名，一定要是你能够使用的域名服务），如qiniu.elittle.me。
  • MX：邮箱服务。
  • 显性URL&隐性URL：即重定向，同样是绑定两个域名，当用户访问被重定向域名时，会自动重定向到指定域名。后者区别于前者之处在于不会改变浏览器地址栏中的域名，可以理解为用户注意不到重定向的过程。