问题二： 解析问题-名字服务器(Name Server)
一个名字服务器存在的相关问题
可靠性问题：单点故障
扩展性问题：通信容量
维护问题：远距离的集中式数据库
分布式解决一个名字服务器的问题： ‘划分’ 区域(zone)
- 区域的划分有区域管理者自己决定
- 将DNS名字空间划分为互不相交的区域，每个区域都是 树的一部分
- 名字服务器：
每个区域都有一个名字服务器：维护着它所管辖区域的权威信息 (authoritative record)
权威名字服务器允许被放置在区域之外，以保障可靠性
将互联网名字空间划分为若干区域（Zone）
权威DNS服务器：组织机构的DNS服务器， 提供组织机构服务器（如 Web和mail）可访问的主机和IP之间的映射
组织机构可以选择实现自己维护或由某个服务提供商来维护
TLD服务器：
1.顶级域(TLD)服务器：
负责顶级域名（如com, org, net, edu和gov）和所有国家级的顶级域名（如cn, uk, fr, ca, jp ）
比如： Network solutions 公司维护com TLD服务器
Educause公司维护edu TLD服务器
1.顶级域名字服务器需要 维护资源的记录
DNS ：保存资源记录(RR)的分布式数据库
资源记录(resource records)
- 作用：维护 域名-IP地址(其它)的映射关系
- 位置：Name Server的分布式数据库中
RR格式: (domain_name, ttl, type,class,Value)
- Domain_name: 域名
- ttl: time to live : 生存时间(权威，缓冲记录)
- Class 类别 ：对于Internet，值为IN
- Value 值：可以是数字，域名或ASCII串(服务器的别名)
- Type 类别：资源记录的类型—见下页
key：子域, value：该子域的子域服务器
key：子域服务器, value：该子域服务器IP地址
举例：
DNS大致工作过程
- 应用调用解析器(resolver)
- 解析器作为客户 向Name Server发出查询报文 （封装在UDP段中）
- Name Server返回响应报文(name/ip)
一个机器上线之后必须具备以下的几个信息 :
IP，掩码，网关，DNS
1.ip地址是什么
2.子网掩码是什么 （）
3.localname server本地服务器() 是什么（名字的问题去解析 需要问哪个ip名字服务器.）
4.default getway默认网关（就是在一个局域网内部， 我的ip是这个，如果我想要出去这个局域网该走哪个路由器。 ）
本地名字服务器（Local Name Server）
获取名字到ip的对应关系。
- 并不严格属于层次结构
- 每个ISP (居民区的ISP、公司、大学）都有一 个本地DNS服务器
也称为“默认名字服务器”
- 当一个主机发起一个DNS查询时，查询被送到 其本地DNS服务器
起着代理的作用，将查询转发到层次结构中
名字服务器（Name Server）
名字解析的过程：
目标名字在本地服务器中(有缓存)
- 查询的名字在该区域内部
- 缓存（cashing）
没有缓存的话：
当与本地名字服务器不能解析 名字时，联系根名字服务器 顺着根-TLD 一直找到 权威名字服务器
也就是向上查询
www.ustc.edu.cn :
假设一个他国的公司的一台设备需要解析上述的域名所对应的ip地址
- 首先查询本地name server 有没有缓存（不在一个局域网八成是没有的。）
- 如果没有那么就向上递归查找， 看 .cn
- .cn知道 .edu.cn的域名服务器。
- .edu.cn 又知道 ustc.edu.cn 的域名服务器。
- 到最后一直找打最终的域名对应的ip地址。
上述的查询方式是递归查询方式
还有一种查询方式是****迭代查询
假设 ： 主机cis.poly.edu 想知道 主机 gaia.cs.umass.edu 的IP地址
- 根（及各级域名）服务器 返回的不是查询结果，而 是下一个NS的地址
- 最后由权威名字服务器给 出解析结果
- 当前联络的服务器给出可 以联系的服务器的名字
- “我不知道这个名字，但 可以向这个服务器请求”
DNS协议、 报文
DNS协议：查询和响应报文的报文格式相同
提高性能 ： 缓存
一旦名字服务器学到了一个映射，就将该映射 缓存起来
根服务器通常都在本地服务器中缓存着
使得根服务器不用经常被访问
目的：提高效率
可能存在的问题：如果情况变化，缓存结果和 权威资源记录不一致
解决方案：TTL（默认2天）
问题三：维护问题：新增一个域
- 在上级域的名字服务器中增加两条记录，指向这个新增 的子域的域名 和 域名服务器的地址
- 在新增子域 的名字服务器上运行名字服务器，负责本域 的名字解析： 名字->IP地址
例子：在com域中建立一个“Network Utopia”
1.到注册登记机构注册域名networkutopia.com
1.1. 需要向该机构提供权威DNS服务器（基本的、和辅助的）的名字 和IP地址
1.2. 登记机构在com TLD服务器中插入两条RR记录: (networkutopia.com, dns1.networkutopia.com, NS)(dns1.networkutopia.com, 212.212.212.1, A)
1.在networkutopia.com的权威服务器中确保有
- 用于Web服务器的www.networkuptopia.com的类型为A的记录
- 用于邮件服务器mail.networkutopia.com的类型为MX的记录
攻击DNS
P2P应用
之前介绍的例子都是CS模型的， 但是CS模型存在很多问题 。
比如： 可扩展性、可靠性等。 随着用户数量的不断增多， 用户都从服务器去获取服务（文件、视频检波等）， 一旦服务挂了。 所有应用都无法服务
什么是P2P？
大概就是一个节点既是服务器又是客户端。
纯P2P架构
- 没有（或极少）一直运行的 服务器
- 任意端系统都可以直接通信
- 利用peer的服务能力
- Peer节点间歇上网，每次IP 地址都有可能变化
例子：
- 文件分发（BitTorrent）
- 流媒体（KanKan）【从其他的节点获取流量，不需要从其他的服务器去获取信息】
- VoIP（Skype）【互联网打电话】
文件分发（BitTorrent)
[C/S vs P2P]
在cs模式中， 一般都是由服务器提供上载， 客户端提供下载，有些客户端也能够提供上载服务 ，但是速率十分慢， 所以可以忽略不记。
而p2p模式则不是。 它是将一个节点既是客户端又是服务器端
1.问题: 从一台服务器分发文件（大小F）到N个peer 需要多少时间？
从peer节点上下载能力是有限的
下载下线就是说下载最慢的时间
文件分发时间： C/S模式
服务器传输： 都是由服务器 发送给peer，服务器必须顺序 传输（上载）N个文件拷贝:
- 发送一个copy: F/us
- 发送N个copy： NF/u
客户端: 每个客户端必须下 载一个文件拷贝
- dmin = 客户端最小的下载速率
- 下载带宽最小的客户端下载的 时间：F/dmin
文件分发时间: P2P模式
服务器传输：最少需要上载一份拷贝
- 发送一个拷贝的时间：F/u
客户端： 每个客户端必须下载一 个拷贝
- 最小下载带宽客户单耗时：: F/dmin
所有客户端总体下载量NF （N是要下载n份， 一个文件的大小是F，所以总的下载量是NF****）
- 最大上载带宽是：Us + Σui （Us: 服务器的上载带宽 + 每个peer节点的上载带宽）
- 除了服务器可以上载，其他所有的peer节点都可以上载
举例：
Client-server VS P2P的例子
如果说当服务器充足的时候，想要提高效率的话， 客户端的下载能力是瓶颈， 但是如果当服务器数量不能再增加，但是客户端又要增加的时候， 那么此时服务器的上载能力则是瓶颈。 毕竟客户端的数量是远远大于服务器端的数量的。
客户端上载速率 = u, F/u = 1 小时, Us = 10u, dmin ≥ Us
从上述可以看出。 纯clent-server模式， 一旦客户端的数量达到一定的程度， 他的速率就完全定格了（因为服务器的数量有限， 所以此时决定速率的就是服务器的上载速率。 ）
而我们使用的p2p（peer to peer） 也就是我们常说的人人为我我为人人。每个peer ，它既可以上载也可以作为clent进行下载。 效率会随着机器数量的add 而不断的 add。 效率完全取决于用户数量。 十分适合现在的体系
