Linux网络服务之DNS域名解析服务(上)

本文涉及的产品
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
云解析 DNS,旗舰版 1个月
简介: 公司内部服务(公司基础服务):DHCP、DNS、mail、pxe服务,文件共享服务(ftp、nfs、yum)。1 DNS简介1.1 DNS名词介绍域名系统(英文:Domain Name System,缩写:DNS),使用应用层协议,是互联网的一项服务。 它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。

公司内部服务(公司基础服务):DHCP、DNS、mail、pxe服务,文件共享服务(ftp、nfs、yum)。

1 DNS简介


1.1 DNS名词介绍

域名系统(英文:Domain Name System,缩写:DNS),使用应用层协议,是互联网的一项服务。 它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。

简单来说就是:把域名转换成网络可以识别的ip地址,再通过IP地址访问主机。 这种由文字组成的名称,显而易见要更容易记忆。

每一台 DNS 服务器都只负责管理一个有限范围(一个或几个域)内的主机域 名和 IP 地址的对应关系,这些特定的 DNS 域或 IP 地址段称为 zone(区域)。 当前,对于每一级域名长度的限制是63个字符,域名总长度则不能超过253个字符。

默认端口:

  • 连接DNS服务器,使用TCP协议的53端口。
  • DNS服务器进行解析,使用UDP协议的53端口。

1.2 DNS系统的作用

  • 正向解析:根据域名查找对应的IP地址
  • 反向解析:根据IP地址查找对应的域名

1.3 DNS分布式数据结构

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域名级数是指一个域名由多少级组成,域名的各个级别被“.”分开,最右边的"."就是根域名,通常省略不写。

顶级域名,又称一级域名,常见的有".com"、".org"、".net"、".cn"等。

二级域名,就是在一级域名前再加一级,如"baidu.com"。

所有的域名必须以点(.)结尾

1)根域名服务器:

  • IPv4的根名称服务器: 全世界只有13台IPv4根域名服务器。1个为主根服务器在美国。其余12个均为辅根服务器,其中9台在美国,欧洲2个(位于英国和瑞典),亚洲1个位于日本。
  • IPv6的根名称服务器:全球共25台,中国1主3从,美国1主2从。
  • 根域名服务器一旦有任何异常对整个互联网影响都非常大。目前全球有了许多的根域名服务器镜像服务器,这点增加了容错率。

2)一级DNS服务器: 专门负责一级域名(顶级域名)的解析

通用顶级域名:

一级域名 说明
.com 商业机构,但个人也可以注册
.net 网络服务机构
.edu 教育机构
.int 国际机构
.org 非营利性组织
.gov 政府机构
.mil 军事机构


国家顶级域名:以地理域名命名的顶级域名 。

一级域名 说明
.cn China,中国
.jp Japan,日本
.uk 英国
.us 美国


2)二级DNS服务器:专门负责二级域名的解析

二级域名 说明
.com.cn 中国商业组织
.edu.cn 中国教育机构
.org.cn 中国非盈利组织
.net.cn 中国运营商


3)子域名服务器: 专门负责子域名的解析(三级及以下域名都叫子域名)。

三级域名 说明
sina.com.cn 新浪
pku.edu.cn 北京大学
tsinghua.edu.cn 清华大学


4)常用主机名

主机名
www
mail
news


注:

  • 114.114.114.114是国内移动、电信和联通通用的DNS服务器,解析成功率相对来说更高,国内用户使用的比较多,速度相对快、稳定,是国内用户上网常用的DNS。
  • 8.8.8.8是GOOGLE公司提供的DNS服务器,该地址是全球通用的,相对来说,更适合国外以及访问国外网站的用户使用。


1.4 DNS系统类型

缓存域名服务器

  • 也称为DNS高速缓存服务器
  • 通过向其他域名服务器查询获得域名-->IP地址记录
  • 将域名查询结果缓存到本地,提高重复查询时的速度

主域名服务器

  • 特定DNS区域的权威服务器,具有唯一性
  • 负责维护该区域内所有域名-->IP地址的映射记录
  • 需要自行建立所负责区域的地址数据文件

从域名服务器

  • 也称为辅助域名服务器,是对主域名服务器的热备份
  • 其维护的域名-->IP地址记录来源于主域名服务器
  • 需要从主域名服务器自动同步区域地址数据库
windows系统查询DNS缓存的命令:ipconfig/displaydns
 windows系统清理DNS缓存的命令:ipconfig/flushdns
 Linux系统清理DNS缓存需要安装nscd软件,启动、执行“nscd -i hosts”命令
复制代码


1.5 DNS的查询方式(递归查询和迭代查询)

递归查询

  • 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
  • 如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询的域名的IP地址,那么本地域名服务器就以DNS客户的身份,向其它根域名服务器继续发出查询请求报文(即替主机继续查询),而不是让主机自己进行下一步查询。在域名服务器查询期间,客户机将完全处于等待状态。
  • 因此,递归查询只会返回两种信息:要么是所要查询的IP地址,要么是查询失败。

迭代查询

  • 本地域名服务器向根域名服务器的查询是迭代查询。
  • 当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文后,要么给出所要查询的IP地址,要么告诉本地服务器:“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。下一个服务器收到请求后也是如此,要么返回IP,要么告诉本地域名服务器下一步去找谁。 即本地域名服务器按照提示的指引依次查询, 直到返回查询的结果为止 。

递归查询和迭代查询的特点:

  • 递归查询:主机只发出一次请求,要求对方给出最终结果。返回的结果只有两种:查询成功或查询失败。
  • 迭代查询:主机需要发起多次请求,返回的是所需IP地址或最佳查询地址。

举例说明:

假设你要寻找一家你从未去过的公司,你让你的助手去帮你问路,由助手告诉你最后结果(找到或找不到),这种就类似递归查询。助手去问路的过程中,每走过一个路口,就问一个人,这个人要么告诉他准确地址、要么告诉他下一步去哪个路口问,这种就类似迭代查询。

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1.6 本地主机映射文件hosts

/etc/hosts 文件,保存主机名与IP地址的映射记录。

hosts —— the static table lookup for host name(主机名查询静态表)。 hosts文件是Linux系统上一个负责ip地址与域名快速解析的文件,以ascii格式保存在/etc/目录下。hosts文件包含了ip地址与主机名之间的映射,还包括主机的别名。

hosts文件位置:

Linux系统:/etc/hosts
 Windows系统:c/windows/system32/drivers/etc/hosts
复制代码


查看 /etc/hosts 文件:

[root@localhost ~]# cat /etc/hosts
  127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
  ::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
  119.75.218.70   www.baidu.com
复制代码


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hosts 文件和DNS服务器的比较:

  • 默认情况下,系统首先从hosts文件查找解析记录
  • hosts 文件的优先级高于DNS服务器,这是由 /etc/nsswitch.conf 文件规定的
  • hosts 文件只对当前的主机有效
  • hosts 文件可减少DNS查询过程,从而加快访问速度

查看/etc/nsswitch.conf 文件:

[root@localhost ~]# cat /etc/nsswitch.conf
 ------------------------------------
  38 #hosts:     db files nisplus nis dns
  39 hosts:      files dns myhostname
 # files代表hosts文件,dns代表DNS服务器
 # files写在dns之前,表示hosts文件的优先级高于DNS服务器
 # 如果编辑该文件,将dns写在files之前,那么DNS服务器的优先级会高于hosts文件。一般不做修改。
复制代码


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1.7 域名的解析过程

Client(客户机)--> 查询/etc/hosts文件 --> Client DNS Service Local Cache ( 查询DNS服务本机缓存,只有Windows系统有)--> DNS Server(主机向本地域名服务器请求,递归查询)-->DNS Server Cache (本地域名服务器查询缓存信息)--> DNS iteration(本地域名服务器进行迭代查询)——>根域名服务器)-->一级域名服务器-->二级域名服务器-->三级域名服务器...
复制代码


用户在网页地址栏输入www.sina.com.cn后,Linux系统中的DNS域名解析过程:

  1. 客户机先去查找本机的/etc/hosts 文件,看文件中是否存在该域名和IP地址的映射记录。如果有就调用,没有就进行下一步。
  2. 客户机请求本地域名服务器(LDNS)来解析这个域名,主机要求本地域名服务器直接返回最终结果。在返回结果之前,客户机将完全处于等待状态,不再二次请求。统一由本地域名服务器向各级域名服务器转发请求。
  3. 本地域名服务器收到客户机的请求后,先查询自己的缓存信息,如果有这个域名的映射记录则返回结果,没有则进行下一步。
  4. 本地域名服务器请求根域名服务器解析这个域名,根域名告诉本地域名服务器去找对应的一级域名服务器。
  5. 本地域名服务器请求一级域名服务器解析这个域名,一级域名服务器告诉它去找对应的二级域名服务器。
  6. 本地域名服务器请求二级域名服务器解析这个域名,二级域名服务器告诉它去找对应的子域名服务器。
  7. 本地域名服务器请求子域名服务器解析这个域名,子域名服务器返回对应的IP地址。
  8. 本地域名服务器将IP地址记录到缓存中,并返回给客户机。客户机根据收到的IP地址访问该网站。


2 NDS服务程序——BIND


目前使用最为广泛的DNS服务软件是BIND(Berkeley Internet Name Domain),最早由伯克利大学的一名学生编写,现在最新的版本是9,由ISC(Internet Systems Consortium)编写和维护。

BIND支持先今绝大多数的操作系统(Linux,UNIX,Mac,Windows)

BIND服务的名称为named。


2.1 BIND服务简介

BIND(Berkeley Internet Name Daemon)

  • BIND是应用最广泛的DNS服务程序
  • 官网站点:www.isc.org/

相关软件包

  • bind-9.11.4-26.P2.el7_9.9.x86_64

BIND服务器端程序

  • 主要执行程序:/usr/sbin/named
  • 默认监听端口:53

BIND配置文件

  • 主配置文件:  /etc/named.conf
  • 根域配置文件: /var/named/named.ca
  • 区域配置文件: /etc/named.rfc1912.zones
  • 保存DNS解析记录的数据文件位于: /var/named/目录下

BIND服务控制

  • systemctl [status|start|stop|restart] named.service
  • rndc reload 重新加载DNS服务

2.2 根域配置文件

根域配置文件位于: /var/named/named.ca

  • 根域配置文件设定根域的域名数据库,包括根域中13台DNS服务器的信息。
  • 利用该文件可以让DNS服务器找到根DNS服务器,并初始化DNS的缓冲区。当DNS服务器接到客户端主机的查询请求时,如果在Cache中找不到相应的数据,就会通过根服务器进行逐级查询 。
  • 用户不需要进行修改该文件 。
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