DNS过程

  1. DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为IP地址的工作。
  2. DNS是应用层协议，事实上它是为其他应用层协议工作的，包括但不限于HTTP和SMTP及FTP，用于将用户提供的主机名解析为IP地址。
  3. DNS的具体过程如下：
    ①用户主机上运行着DNS的客户端
    ②浏览器将接收到的url中抽取域名字段，就是访问的主机名，比如http://www.baidu.com/，并将这个主机名传送给DNS应用的客户端（在很多基于UNIX的机器上为了执行这些转换需要调用函数gethostbyname()）
    ③DNS客户机端向DNS服务器发送一份查询报文，报文中包含着要访问的主机名字段（中间包括一些列缓存查询以及分布式DNS集群的工作）
    ④该DNS客户机最终会收到一份回答报文，其中含有该主机名对应的IP地址
    ⑤一旦该浏览器收到来自DNS的IP地址，就可以向该IP地址定位的HTTP服务器发起TCP连接

DNS服务的体系架构

  1. 从用户调用角度看，DNS是一个提供简单、直接的转换服务的黑盒子，但事实上，实现这个服务的黑盒子非常复杂，它由分布于全球的大量DNS服务器以及定义了DNS服务器与查询主机通信方式的应用层协议组成。
  2. DNS采用分布式集群而不是单点的集中式设计方式的原因：
    ①当今互联网有着数量巨大并且在持续增长的主机，容易造成单点故障
    ②通信容量（上亿台主机发送的查询DNS报文请求，包括但不限于所有的HTTP请求，电子邮件报文服务器，TCP长连接服务）
    ③远距离的时间延迟（离中心服务器越远延迟越高）
    ④维护开销大（所有的主机名-ip映射都要在一个服务站点更新）
    因此使用分布式的层次数据库模式以及缓存来解决单点集中的问题
  3. DNS服务器一般分三种，根DNS服务器，顶级DNS服务器，权威DNS服务器
  4. DNS 数据库中包含的资源记录 (RR)。 每个 RR 标识数据库中的特定资源。我们在建立DNS服务器时，经常会用到SOA,NS,A之类的记录，在维护DNS服务器时，会用到MX，CNAME记录。常见的RR见下图：

DNS服务的工作过程

  1. 当 DNS 客户机需要查询程序中使用的名称时，它会查询本地DNS 服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询消息都包括3条信息，以指定服务器应回答的问题。
    • 指定的 DNS 域名，表示为完全合格的域名 (FQDN) 。
    • 指定的查询类型，它可根据类型指定资源记录，或作为查询操作的专门类型。
    • DNS域名的指定类别。
      对于DNS 服务器，它始终应指定为 Internet 类别。例如，指定的名称可以是计算机的完全合格的域名,如baidu.com，并且指定的查询类型用于通过该名称搜索地址资源记录。
  2. DNS 查询以各种不同的方式进行解析。客户机有时也可通过使用从以前查询获得的缓存信息就地应答查询。DNS 服务器可使用其自身的资源记录信息缓存来应答查询，也可代表请求客户机来查询或联系其他 DNS 服务器，以完全解析该名称，并随后将应答返回至客户机。这个过程称为递归。
  3. 客户机自己也可尝试联系其他的 DNS 服务器来解析名称。如果客户机这么做，它会使用基于服务器应答的独立和附加的查询，该过程称作迭代，即DNS服务器之间的交互查询就是迭代查询。
  4. DNS查询过程：
    ①在浏览器中输入www.qq.com 域名，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，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(http://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http://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服务器用是是转发，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。
    从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。