【Linux入门】DNS概述以及配置实例

DNS

DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网的核心服务之一，它负责将人们易于记忆的域名（如www.example.com）转换为计算机能够理解的IP地址（如192.0.2.1）。DNS通过其分布式和层次化的结构，确保了全球互联网的顺畅运行。

一、DNS的作用

1. 域名与IP地址的映射：DNS最基本的作用是将域名解析为对应的IP地址，使得用户能够通过易于记忆的域名来访问互联网上的资源。
2. 提升用户体验：由于域名比IP地址更易于记忆，DNS的存在极大地提升了用户访问互联网资源的便捷性。
3. 支持其他类型的记录：除了A记录（将域名映射到IPv4地址）外，DNS还支持AAAA记录（将域名映射到IPv6地址）、CNAME记录（将域名映射到另一个域名）、MX记录（指定邮件交换服务器）等多种类型的记录，以满足不同的网络需求。

• 正向解析：根据域名去寻找对应的IP地址
• 反向解析：根据IP地址去寻找对应的域名

二、DNS的层次结构

域名与IP地址之间是多对一的关系，一个!P地址不一定只对应一个域名，且一个域名只可以对应一个IP地址

1. 根域（Root Domain）

• 描述：根域是DNS中最高级别的域名层次结构，表示为"."（点），位于DNS层次结构的最顶层。根域下面没有子域，它包含全球多个根域名服务器，这些服务器分布在世界各地，负责管理顶级域名服务器的地址。
• 举例：虽然用户通常不会直接与根域交互，但根域是DNS解析过程的起点。例如，在解析www.example.com时，虽然用户看不到，但解析过程首先会查询根域服务器以获取负责.com顶级域的服务器地址。

2. 顶级域（Top-Level Domain, TLD）

• 描述：顶级域位于根域下层，是在互联网域名系统中定义的最高级别的域名。顶级域可以分为几类，包括通用顶级域（如.com、.net、.org等）、国家顶级域（如.cn、.uk、.jp等）以及其他特殊顶级域（如.mil、.edu等）。
• 举例：在www.example.com中，".com"就是顶级域。用户通过访问不同的顶级域来访问不同类型的网站，如商业网站（.com）、政府组织网站（.gov）等。

3. 二级域（Second-Level Domain）

• 描述：二级域位于顶级域下层，是由注册用户自行选择和注册的。在二级域名之前可以添加一个或多个子域，形成更具体的域名结构。
• 举例：在www.example.com中，"example"就是二级域。它是用户在注册域名时自行选择的，用于标识不同的组织或个人。

4. 子域（Subdomain）

• 描述：子域是在二级域名之前添加的一级域名，用于进一步划分域名空间。子域可以根据需求进行任意的划分，以创建更具体的域名结构。
• 举例：在mail.example.com中，"mail"就是子域。 它进一步细化了example.com这个域名，用于指向特定的服务或部门，如邮件服务器。

5. 主机名（Hostname）

• 描述：主机名位于DNS域命名空间的最低层，主要指计算机的主机名。在完整的域名结构中，主机名通常位于最左侧（或最前面），但在实际使用中，人们更习惯于将主机名放在子域或二级域之前。
• 举例：在www.example.com中，"www"可以被视为一个特殊的主机名，但实际上它更常被看作是一个子域。在更具体的场景中，如ftp.example.com，其中"ftp"是子域，"example.com"是二级域和顶级域的组合，而整个域名并不直接包含传统意义上的“主机名”。然而，在理解上，我们可以将"ftp"服务器视为该域名下的一个“主机”。

综上所述，DNS的层次结构从根域开始，依次向下为顶级域、二级域、子域（有时也包括主机名），形成了一个清晰、有序的域名空间。

三、DNS的工作原理

工作原理

1. 用户请求：
   • 当用户在浏览器中输入一个域名并尝试访问时，浏览器会首先检查本地缓存（如浏览器缓存或操作系统DNS缓存）中是否已存在该域名的IP地址。
2. 本地查询：
   • 如果本地缓存中没有找到对应的IP地址，浏览器会向本地配置的DNS服务器（也称为递归DNS服务器或本地域名服务器）发起DNS解析请求。
3. 递归查询：
   • 本地DNS服务器收到查询请求后，会尝试在自己的缓存中查找结果。如果缓存中没有，它会代表用户向根域名服务器发起查询请求。
   • 根域名服务器是DNS层次结构的最高层，它知道所有顶级域名（TLD）服务器的位置，但不会直接提供IP地址，而是返回指向顶级域名服务器的地址。
4. 迭代查询：
   • 本地DNS服务器根据根域名服务器提供的地址，向对应的顶级域名服务器发起查询请求。顶级域名服务器会返回指向权威域名服务器的地址。
   • 权威域名服务器是每个特定域名的“官方”DNS服务器，它存储着该域名与IP地址的映射信息。本地DNS服务器向权威域名服务器发起查询请求，最终获得该域名对应的IP地址。
5. 返回结果：
   • 权威域名服务器将IP地址返回给本地DNS服务器，本地DNS服务器再将这个IP地址返回给用户的浏览器。
   • 浏览器收到IP地址后，就可以使用这个IP地址来与对应的服务器建立连接，访问用户想要访问的网页或资源。
6. 缓存更新：
   • 本地DNS服务器和浏览器（或操作系统）都会将解析出的域名和IP地址的映射关系缓存一段时间，以便后续访问时能够快速响应。

特点与优势

• 分布式结构：DNS采用分布式数据库系统，提高了系统的可靠性和可扩展性。
• 缓存机制：通过缓存机制提高了域名解析的效率，减轻了域名服务器的负担。
• 层次化查询：层次化的查询过程确保了域名解析的准确性和高效性。
• 易于使用：使得用户能够通过简单易记的域名来访问互联网资源，而无需记忆复杂的IP地址。

综上所述，DNS的工作原理是一个复杂而高效的过程，它确保了互联网通信的顺畅进行。

四、DNS的解析过程

1. 客户端发起请求

• 当用户在浏览器中输入一个域名并尝试访问时，浏览器会首先检查本地缓存（包括浏览器缓存和操作系统DNS缓存）中是否已存在该域名的IP地址。

2. 本地DNS服务器查询

• 如果本地缓存中没有找到对应的IP地址，浏览器会向本地配置的DNS服务器（也称为递归DNS服务器或本地域名服务器）发起DNS解析请求。

3. 递归查询与迭代查询

• 递归查询：本地DNS服务器收到查询请求后，会尝试在自己的缓存中查找结果。如果缓存中没有，它会代表用户向根域名服务器发起查询请求。
• 迭代查询：根域名服务器是DNS层次结构的最高层，它知道所有顶级域名（TLD）服务器的位置，但不会直接提供IP地址，而是返回指向顶级域名服务器的地址。本地DNS服务器根据根域名服务器提供的地址，向对应的顶级域名服务器发起查询请求。顶级域名服务器会返回指向权威域名服务器的地址。

4. 返回结果

• 权威域名服务器将IP地址返回给本地DNS服务器，本地DNS服务器再将这个IP地址返回给用户的浏览器。

5. 缓存更新

• 本地DNS服务器和浏览器（或操作系统）都会将解析出的域名和IP地址的映射关系缓存一段时间，以便后续访问时能够快速响应。

6. 客户端访问

• 浏览器收到IP地址后，就可以使用这个IP地址来与对应的服务器建立连接，访问用户想要访问的网页或资源。

注意

• DNS解析过程可能因网络配置、缓存策略等因素而有所不同。
• 在实际业务场景中，DNS解析过程可能还涉及负载均衡、故障转移等高级功能，以确保服务的高可用性和稳定性。

五、DNS的类型

DNS服务器类型

1. 权威域名服务器（Authoritative Name Server）
   • 功能：负责管理特定域（如example.com）的DNS记录，包括域名到IP地址的映射。
   • 特点：只回答其负责区域的查询，不处理递归查询，不缓存查询结果（除了可能为了性能而进行的少量缓存）。
2. 递归/本地域名服务器（Recursive/Local Name Server）
   • 功能：也称为递归解析器，接收来自客户端的DNS查询请求，并代表客户端进行