域名对应ip地址查询_TCP/IP学习笔记（9）-DNS域名系统

如前所述，访问机器需要 IP 地址和 MAC 地址。 MAC地址可以通过ARP协议获得，因此对用户来说是透明的，但IP地址则不能。 无论如何，用户需要使用指定的IP来访问计算机，而IP地址非常难记，因此DNS系统应运而生。

DNS系统简介

DNS 代表域名。 它负责将 FQDN（以点结尾的名称）转换为 IP。 最初的DNS系统使用了巨大的hosts.txt文件（令人惊讶的是，它是如何工作的？），但一段时间后，开发人员不得不使用数据库来替换hosts.txt文件，最终发展成为现在的分布式数据库。

DNS系统是一棵巨大的树，最上面有一个无名的根，下一层是arpa、com、edu、gov、int、mil、us、cn等，其中arpa是域名的最上面反向解析树； com、edu等域名最初只在美国使用（这是技术特权），但现在几乎普遍使用； 而us、cn等称为国家域名。 这棵树中的域名没有统一管理。 网络信息中心（NIS）负责分配顶级域名并授权其他地区当局。

独立管理的 DNS 子树称为区域。 最常见的区域就是二级域名，比如..我们也可以把这个二级域名分成更小的区域，比如..

DNS系统是一个分布式数据库。 当数据库发现它没有查询所需的数据时，它将转发该查询。 转发目的地通常是根服务器。 根服务器从上到下转发查询，直到找到目标。 DNS的另一个特点是缓存的使用。 DNS将查询到的数据缓存在某处，以便下次查询时使用。

DNS协议

DNS 消息定义了可用于查询和响应的消息格式。 各字段简单解释如下：

前16位唯一标识问题编号，供查询端用来区分自己的查询。

接下来的16位还可以进一步细分，表示消息的性质和一些细节，比如是查询消息还是响应消息，是否需要递归查询（一般服务器都支持递归查询，不需要任何设置） ，如绑定）

查询问题后有查询类型，包括A、NS、CNAME、PTR、HINFO、MX。 如果熟悉BIND，就知道在zong配置文件中，每条记录都记录着自己的类型，比如A是IP地址，NS是名称服务器。

响应消息可以回复多个IP，即一个域名可以对应多个IP地址，并且有多个CNAME。

反向查找

正向查询是指通过域名获取IP的查询，反向查询是通过IP获取域名的查询。 例如使用host命令，host ip可以获取服务器的域名，host可以获取IP。

稍微了解一下数据结构的人都可以意识到，在正向查询的领域中进行反向查询的唯一方法就是遍历整个数据集——对于 DNS 来说，这意味着遍历整个数据库，这会带来巨大的负担，所以DNS采取了另一种做法，使用另一棵子树来维护IP-〉域名对应表。

该子树的根节点为in-addr.arpa，某个IP（例如192.168.11.2）的DNS地址为2.11.168.192.in-addr.arpa（IP反演）。 在DNS系统中，一个反向地址对应一条PTR记录（对应一条A记录），因此反向查询也称为指针（PTR）查询。

讨论 DNS 服务器缓存的其他问题

BIND9默认是一个缓存服务器，它将所有查询转发到根服务器，然后获取结果放入本地缓冲区，以加快查询速度。 如果你有兴趣，可以安装BIND9来尝试一下。 你定义的zone的时间可以在缓存中指定，一般为1天（配置文件中为1D）。

UDP或TCP

DNS服务器同时支持TCP和UDP查询协议，端口号为53。大多数查询都是UDP查询，一般有两种情况需要TCP查询：

当查询数据太大而发生数据截断时（TC标志为1），就需要利用TCP的分片能力来传输数据（参见TCP相关章节）。

主服务器和从服务器通信时，从服务器需要获取主服务器的区域信息。

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