简单介绍DNS的工作原理

DNS 即Domain Name System（域名系统）的缩写，它是一种将ip地址转换成对应的主机名或将主机名转换成与之相对应ip地址的一种机制。其中通过域名解析出ip地址的叫做正向解析，通过ip地址解析出域名的叫做反向解析。

下面对DNS的工作流程及原理进行简要说明

DNS的查询流程：需要解析服务的Client先查看本机的/etc/hosts；若无结果，则client查看本地的DNS缓存服务器；若无结果，则查找所属域的首选DNS服务器；若此时本地首选DNS服务器仍无法解析，则会想根域名服务器进行查询或选择转发解析请求。

DNS的查询规则：递归式查询，即client向支持递归查询的DNS Server发出解析请求，则自DNS服务器不论是自身直接解析还是无法解析想根发出请求，总会由其向client返回一个结果；迭代式查询，即接收client解析请求的DNS Server，若其能够解析则直接返回结果，若其不能解析将把解析请求交给其他DNS服务器，而不是自己亲自将解析过程完成。

所谓的“根”服务器：根服务器主要用来管理互联网的主目录，全世界只有13台。1个为主根服务器，放置在美国。其余12个均为辅根服务器，其中9个放置在美国，欧洲2个，位于英国和瑞典，亚洲1个，位于日本。所有根服务器均由美国政府授权的互联网域名与号码分配机构ICANN统一管理，负责全球互联网域名根服务器、域名体系和IP地址等的管理。

DNS记录的类型：

A：Address 域名向ip地址转换的记录；

PTR：Printer ip地址向域名转换的记录；

NS：代表域内的dns服务器；

MX：代表域内的邮件服务器；

CNAME：域名的别名；

SOA：start of authority用于标示域内主DNS服务器。

提供DNS服务的软件：BIND即Berkeley Internet Name Domain有加州大学伯克利分校研发是当今提供dns服务应用最广的软件。

域名系统，在TCP/IP 网络中有非常重要的地位，能够提供域名与IP地址的解析服务，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过域名，最终得到该域名对应的IP地址的过程叫做域名解析。DNS协议运行在UDP协议之上，使用端口53号DNS域名空间中，树的最大深度不得超过127层，树种每个节点最长可以存储63个字符。2、域和域名DNS树的每一个完全合格域名（FQDN）标识。FQDN能准确表示出其对于DNS域树根的位置，也就是节点到DNS树根的完整表述方式。例如：google为com域的子域，其表示方法为googglecom，而www为google域中的子域，可以使用wwwgooglecom表示。注意：FQDN有严格的命名限制，长度不能超过256字节，只允许使用字符a-z,0-9,A-Z和减号（-）。号只允许在域名标志之间和域名结尾使用。域名不区分大小写，从最顶层到下层，可以分成：根域、顶级域、二级域、子域。互联网的域名空间最顶层的是根域（root），记录这Interne的重要DNS信息，有Internet域名注册授权机构管理，该机构把域名空间各部分的管理责任分配给链接到Internet的各个组织。全球有13个根域服务器：1个为主根域服务器，在美国；其余12个为辅助根域服务器，其中9个在美国；欧洲2个，分别在英国和瑞迪；亚洲一个，在日本。3、域名的分类和等级域名可以分为3中类型的顶级域分别是：组织域：采用3个字符表示，表示组织的主要功能和活动，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为非盈利机构组织，int为国际机构组织。地址域：采用两个字符的国家或地区代号，如cn表示中国，jp表示日本、hk表示香港，kr表示韩国，us表示美国。反向域：特殊域，名字为in-addrarpa，用于将IP地址映射到名字（反向查询）二、DNS相关概念1、DNS服务器运行DNS服务器程序的计算机，存储DNS数据库信息。2、DNS缓存DNS服务器在解析客户机的域名请求时，如果本地没有该域名的记录，则会询问其它DNS服务器，当其它域名将解析结果返回给DNS服务器是，DNS将对应的记录保存在本地，生成DNS缓存，当下一次客户机再次请求是，DNS服务器则可以直接使用缓存中的DNS记录。3、DNS查询方式：递归查询和迭代查询递归查询：当客户机向DNS服务器发起域名解析请求时，DNS服务器首先查看自己本机的DNS记录，如果没有则会想其它DNS服务器发起解析请求。迭代查询：当客户机向DNS服务器发起域名解析请求是，DNS服务器不会给客户机解析地址，而是告诉客户机另外一台DNS服务器，客户即再向这台服务器发起地址解析请求。4、正向解析和反向解析正向解析：指域名解析到IP地址的解析过程。反向解析：指IP地址解析到域名的解析过程。5、DNS资源记录1）SOA资源记录每个区在区的开始都包含了一个起始授权记录（Start of Authority Record），简称SOA记录SOA定义了域的全局参数，进行整个域的管理设置。一个区域文件只允许存在唯一的SOA记录。2）NS资源记录NS（Name Server）记录是域名服务器记录，用来指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析，每个区在区根处至少包含一个NS记录。3）A资源记录地址（A）资源记录把FQDN映射到IP地址。因为有次记录，所以DNS服务器能解析FQDN域名对应的IP地址。4）PTR资源记录相对于A记录，指针（PTR）记录把IP地址映射到FQDN。用于反向查询，通过IP地址，找到域名。5）CNAME资源记录别名记录（CNAME）资源记录创建特定FQDN的别名。用户可以使用CNAME记录来隐藏用户网络的实现细节，使链接的客户机无法知道真正的域名。6）MX资源记录邮件交换（MX）资源记录，为DNS域名指定邮件交换服务器。三、DNS服务器安装及相关配置文件1、安装DNSBIND 简介：BIND 全称为Berkeley Internet Name Domain（伯克利因特网名称域系统），BIND 主要有三个版本：BIND4、BIND8、BIND9。BIND8版本：融合了许多提高效率、稳定性和安全性的技术，而BIND9 增加了一些超前的理念：IPv6支持、密钥加密、多处理器支持、线程安全操作、增量区传送等等。安装命令：[root@xuegod ~]# yum -y install bind bind-chroot bind-utils安装包的作用：bindx86_64 32:994-73el7_6 #DNS服务的主程序包bind-chrootx86_64 32:994-73el7_6 #提高安全性#bind-chroot是bind的一个功能，使bind可以在一个chroot 的模式下运行，也就是说,bind运行时的/（根）目录，并不是系统真正的/（根）目录，只是系统中的一个子目录而已，这样做的目的是为了提高安全性，因为在chroot的模式下，bind可以访问的范围仅限于这个子目录的范围里，无法进一步提升，进入到系统的其他目录中。bind-utils-994-50el7x86_64rpm #该包为客户端工具，系统默认已经安装的了，它用于搜索域名指令。2、DNS服务器相关配置文件[root@xuegod ~]# ls /etc/namedconf -l-rw-r----- 1 root named 1808 1月 30 01:23 /etc/namedconfnamedconf是BIND的核心配置文件，它包含了BIND的基本配置，但其并不包括区域数据/var/name/目录为DNS数据库文件存放目录，每一个域文件都放在这里3、启动服务器[root@xuegod ~]# systemctl start named[root@xuegod ~]# systemctl enable namedCreated symlink from /etc/systemd/system/multi-usertargetwants/namedservice to /usr/lib/systemd/system/namedservice[root@xuegod ~]# netstat -antup | grep 53tcp 0 0 127001:53 0000: LISTEN 3501/named4、服务的使用方法在客户端上配置好DNS服务器地址[root@xuegod140 ~]# vim /etc/resolvconf[root@xuegod140 ~]# cat /etc/resolvconfGenerated by NetworkManagernameserver 1921681130resolvconf文件，添加DNS，此文件的生效范围是全局的，即是所有网卡都可以生效。修改网卡添加的DNS，此方法添加DNS仅对当前网卡生效。DNS1=19216811305、配置文件详解要求：配置DNS服务器解析：xuegodcn[root@xuegod etc]# cp /etc/namedconf /etc/namedconfbakDNS配置文件整体分为三段：options：对全局生效zone：针对某个区域生效type：指定区域类型type主要分为六种Master：主DNS服务器，拥有区域数据文件，并对此区域提供管理梳理Slave：辅助DNS服务器，拥有主DNS服务器的区域数据文件的副本，辅助DNS服务器会从主DNS服务器同步所有区域数据Stub：stub区域和slave类似，但其只复制主DNS服务器上的NS记录，而不像slave复制DNS服务器的所有数据Forward：一个forward zone是每个区域的配置转发的主要部分。一个zone语句中的type forward可以包括一个forward和/或forwarders子句，它会在区域名称给定的域中查询。如果没有forwarders语句或者forwarder是空表，那么这个域就不会转发，消除了options语句中有关转发的配置Hint：根域名服务器的初始化组指定使用线索区域hint zone，当服务器启动时，它使用跟线索来查找根域名服务器，并找到最近的根域名服务器列表四、实战-为公司搭建一个DNS服务器1、配置正向解析区域修改配置文件，授权DNS服务器管理xuegodcn区域，并把该区域的区域文件命名为xuegodcnoptions {listen-on port 53 { any; }; #把原来的127001改为any。listen-on-v6 port 53 { any; }; #把原来的::1，改为any。directory “/var/named”;dump-file “/var/named/data/cache_dumpdb”;statistics-file “/var/named/data/named_statstxt”;memstatistics-file “/var/named/data/named_mem_statstxt”;allow-query { any; }; #把原来的localhost，改为any。recursion yes;dnssec-enable yes;dnssec-validation yes;dnssec-lookaside auto; #加入此项。1234512345zone “xuegodcn” IN { #把原来的 改为xuegodcn。type master; #把原来的hint，改为master。file “xuegodcnzone”; #把原来的namedca，改为xuegodcnzone。};include “/etc/namedrfc1912zones”;include “/etc/namedrootkey”;2、创建zone文件[root@xuegod etc]# cd /var/named #进入zone工作目录[root@xuegod named]# ll -d namedlocalhost-rw-r----- 1 root named 152 6月 21 2007 namedlocalhost[root@xuegod named]# cp -a namedlocalhost xuegodcnzone#-a参数，复制后的文件保留源文件权限[root@xuegod named]# ll -d xuegodcnzone-rw-r----- 1 root named 152 6月 21 2007 xuegodcnzone[root@xuegod named]# vim xuegodcnzone[root@xuegod named]# cat xuegodcnzone$TTL 1Dxuegodcn IN SOA dnsxuegodcn rootxuegodcn (0 ; serial #系列1D ; refresh #刷新1H ; retry #重试1W ; expire #到期3H ) ; minimum #最低限度xuegodcn NS dnsxuegodcn #NS资源记录dnsxuegodcn A 1921681130 #A资源记录wwwxuegodcnA 1921681130 #A资源记录www1xeugodcn CNAMEwwwxuegodcn#CNAME记录3、重启DNS服务：[root@xuegod named]# systemctl restart named4、修改客户机的DNS记录[root@xuegod140 ~]# vim /etc/resolvconf[root@xuegod140 ~]# cat /etc/resolvconfGenerated by NetworkManagernameserver 19216811305、删除网卡配置文件的DNS记录[root@xuegod140 ~]# cd /etc[root@xuegod140 etc]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33[root@xuegod140 etc]# cat !$ | grep DNS1 #删除DNS1的行cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 | grep DNS16、测试结果：[root@xuegod140 etc]# pingwwwxuegodcnPINGwwwxuegodcn(1921681130) 56(84) bytes of data64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=1 ttl=64 time=0216 ms64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=2 ttl=64 time=0359 ms[root@xuegod140 etc]# ping www1xuegodcnPINGwwwxuegodcn(1921681130) 56(84) bytes of data64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=1 ttl=64 time=0216 ms64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=2 ttl=64 time=0255 ms[root@xuegod140 etc]# ping dnsxuegodcnPING dnsxuegodcn (1921681130) 56(84) bytes of data64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=1 ttl=64 time=0170 ms64 bytes from 1921681130 (1921681130): icmp_seq=2 ttl=64 time=0294 ms总结：实验容易错误点1）区文件的权限，需要注意，这里直接使用cp -a参数拷贝，保留文件的权限和属组、属主2）服务端的防火墙必须要关闭，如果不关闭，就要放通DNS53号端口3）客户端指定DNS地址时，resolv文件需要表示全局生效，本地网卡修改表示当前网卡生效4）可以的话最好关闭NetworkManager7、zone配置文件的参数说明$TTL 1D：设置有效地址解析记录的默认缓存时间，默认为1天也就是1D。xuegodcn IN SOA dns xuegodcn root xuegodcn#原来的@表示当前的域xuegodcn，为方便大家记忆，在此直接写成xuegodcn#设置SOA记录为：dnsxuegodcn#在此配置文件中写域名时，都把根 也需要写上。#域管理邮箱rootxuegodcn 由于@有其他含义，所以用“”代替@。0 ：更新序列号，用于标示数据库的变换，可以在10位以内，如果存在辅助DNS区域，建议每次更新完数据库，手动加1。1D ：刷新时间，从域名服务器更新该地址数据库文件的间隔时间，默认为1天。1H ：重试延时，从域名服务器更新地址数据库失败以后，等待多长时间，默认为1小时。1W ：到期，失效时间，超过该时间仍无法更新地址数据库，则不再尝试，默认为一周。3H ：设置无效地址解析记录（该数据库中不存在的地址）默认缓存时间。设置无效记录，最少缓存时间为3小时。NS @ ：域名服务器记录，用于设置当前域的DNS服务器的域名地址，A 127001： 设置域名服务器的A记录，地址为ipv4的地址127001，可以设置成192168100102AAAA ::1：设置域名服务器的A记录，地址为ipv6的地址。资源记录参数详解：CNAME 资源记录别名（CNAME）资源记录用于为某个主机指定一个别名CNAME 资源记录语法格式：别名 CNAME 主机名www1xuegodcn CNAMEwwwxuegodcnMX 资源记录MX（邮件交换器）资源记录提供邮件传递信息。该记录会指定区域内的邮件服务器名称。MX 资源记录语法格式：mail A 192168163MX 192168163PTR 资源记录指针（PTR）资源记录。该记录与A 记录相反，用于查询IP 地址与主机名的对应关系。根区域是一个较为特殊的区域，记录列出全球根域名服务器信息，域名通常用“”表示，如表 5-1 所示。在这里插入描述五、实战-DNS递归查询和搭建DNS转发服务器1、使用DNS递归查询修改配置文件：[root@xuegod130 etc]# vim /etc/namedconf #修改DNS配置文件，修改如下内容。options {listen-on port 53 { any ; }; #把原来的127001改为any。listen-on-v6 port 53 { any; }; #把原来的::1，改为any。directory “/var/named”;dump-file “/var/named/data/cache_dumpdb”;statistics-file “/var/named/data/named_statstxt”;memstatistics-file “/var/named/data/named_mem_statstxt”;allow-query { any; }; #把原来的localhost，改为any。recursion yes; #默认是支持递归查询。#dnssec-enable yes;#dnssec-validation yes;#dnssec-lookaside auto;只需要把以上三条内容注释了，其它内容不用改，这样客户端才能通过这个DNS进行递归查询，把dns加密通讯功能关闭，才可以和根服务器时行迭代查询。：2、重启DNS服务，使配置文件生效：[root@xuegod63 ~]# systemctl restart named3、在xuego140主机上进行测试：[root@localhost network-scripts]# pingwwwbaiducomPINGwwwashifencom(61135169105) 56(84) bytes of data64 bytes from 61135169105: icmp_seq=1 ttl=55 time=318 ms64 bytes from 61135169105: icmp_seq=3 ttl=55 time=147 ms4、 搭建DNS转发服务器[root@xuegod130 ~]# vim /etc/namedconfoptions {listen-on port 53 { any; }; #把原来的127001改为any。listen-on-v6 port 53 { any; }; #把原来的::1，改为any。directory “/var/named”;dump-file “/var/named/data/cache_dumpdb”;statistics-file “/var/named/data/named_statstxt”;memstatistics-file “/var/named/data/named_mem_statstxt”;allow-query { any; }; #把原来的localhost，改为any。recursion yes; #允许递归查询#dnssec-enable yes; #注释以下三行。#dnssec-validation yes;#dnssec-lookaside auto;zone “xuegodcn” IN {#type master; #注释此项type forward; #添加此项，类型为转发。#file “xuegodcnzone”; #注释此项forward only ; #仅执行转发操作，only：仅转发，first：先查找本地zone，再转发。forwarders { 8888; }; #指定转发查询请求的DNS服务器列表。};重启DNS服务，使配置文件生效：[root@xuegod63 ~]# systemctl restart named在xuegod140主机上进行测试：[root@localhost network-scripts]# pingwwwbaiducomPINGwwwashifencom(61135169105) 56(84) bytes of data64 bytes from 61135169105: icmp_seq=1 ttl=55 time=318 ms64 bytes from 61135169105: icmp_seq=3 ttl=55 time=147 ms六、实战-搭建DNS主从服务器1、搭建一个主DNS服务器A，配置内容如下[root@xuegod63 ~]# vim /etc/namedconfoptions {listen-on port 53 { any; }; #把原来的127001改为any。listen-on-v6 port 53 { any; }; #把原来的::1，改为any。directory “/var/named”;dump-file “/var/named/data/cache_dumpdb”;statistics-file “/var/named/data/named_statstxt”;memstatistics-file “/var/named/data/named_mem_statstxt”;allow-query { any; }; #把原来的localhost，改为any。recursion yes;#dnssec-enable yes;#dnssec-validation yes;#dnssec-lookaside auto;zone “xuegodcn” IN {type master; #指定类型为master。file “xuegodcnzone”; #指定为xuegodcnzone。allow-transfer { 19216810/24; }; #指定允许哪个网段的从DNS服务器，可以同步主DNS服务器zone文件，不写默认为所有。};include “/etc/namedrfc1912zones”;重启DNS服务，使配置文件生效：[root@xuegod63 ~]# systemctl restart named2、从DNS服务器的配置要求：主从系统时间一定要保持一致。

它的查询模式有：1、递归查询（客户机送出查询以后，dns必须告诉客户机正确的信息或者通知其没有找到，dns自动逐级完成名字解析。客户机只需接触一次dns服务器 。2、迭代查询：客户机送出查询后，若客户机服务器不包含所需数据，则后返给客户机另一个DNS Sever地址，将客户机转向另外一个DNS服务器。3、反向查询：客户利用IP地址查询主机、

第一种叫递归解析，要求域名服务器系统一次性完成全部名字和地址之间的映射。换句话说，解析程序期望服务器提供最终解答，若服务器是该域名的授权服务器，就检查其数据库并相应；若服务器不是授权服务器，该服务器就将请求发送给另一个服务器并等待响应，直接查找该域名授权服务器，并把响应的结果发送给请求的客户。

第二种叫迭代解析，每次请求一个服务器，不行在请求别的服务器。换言之，若服务器是该域名的授权服务器，就检查其数据库并响应，完成解析；若不是，就返回认为可以解析这个查询的服务器的IP地址。客户像第二个服务器查询，若新找到的服务器能解决这个问题，就响应并完成解析；否则，就向客户返回一个新服务器的IP地址。客户如此重复查询，直到找到该域名授权服务器。

DNS服务是为了解析域名用的。

域名是为了方便记忆而专门建立的一套地址转换系统，要访问一台互联网上的服务器，最终还必须通过IP地址来实现，域名解析就是将域名重新转换为IP地址的过程。这一过程通过域名解析系统DNS来完成。

正向解析：通过主机名获取其对应的广域网IP地址；

同时通过主机名名称查看正向解析信息：

命令行输入 nslookup domain

从返回的信息中您可以看到正向解析的结果。

C:\>nslookup wwwgooglecom

Server: zj-ns1cablepluscomcn

Address: 219233241166 ------DNS名字服务器信息