读《TCP/IP详解》第14章：DNS：域名系统

域名是一种用于TCP/IP应用程序的分布式数据库，它提供主机名字和IP地址之间的转换及有关电子邮件的选路信息。从应用的角度上看，对DNS的访问是通过一个地址解析器来完成的。在Unix主机中，该解析器主要是通过两个库函数gethostbyname和gethostbyaddr来访问的。

DNS的名字空间和Unix的文件系统相似，也具有层次结构。如图所示：

顶级域名被分为三个部分：

1. arpa是一个用于地址到名字转换的特殊域
2. 7个3字符长度的普通域（组织域）
3. 所有2字符长的域均是基于ISO3116中定义的国家代码，称做国家域或地理域

DNS的一个基本特性是使用超高速缓存。当一个名字服务器收到有关映射请求时，它将该信息存放在高速缓存中，这样若以后再遇到相同的映射请示，就能直接使用缓存中的结果而无需通过其他服务器查询。

DNS查询和应答报文格式如下：

该报文由12字节长的首部和4个长度可变的字段组成。该报文的说明如下：

16字节标志字估被划分成若干字段，由客户端设置并由服务器返回结果。如下图所示：

- QR：0表示查询报文，1表示响应报文
- opcode：通常为0(标准查询)，其他值为1(反向查询)和2(服务器状态请求) - AA：表示授村回答
- TC：表示“可截断的”。使用UDP时，它表示应答的总长度超过512字节，只返回前512个字节
- RD：表示期望递归，能在一个查询中设置，并在响应中返回，告诉服务器必须处理这个查询 - RA：表示可用递归，如果名字服务器支持递归查询，则在响应中设置该字段。
- 随后3位必须为0
- rcode：通常的值为0(没有差错）和3(名字差错）。名字差错只有从一个授权名字服务器上返回，它表示在查询中制定的域名不存在。

随后4个16位字段说明最后4个变长字段中包含的条目数。对于查询报文，问题数通常是1,而其他3项均为0。对于应答报文，回答数至少是1,剩下的两项可以为0或非0。

问量部分中每个问题的格式如下所示：

查询名是要查找的名字，它是一个或多个标识符的序列。每个标识符的计数值来说明随后标识符的字节长度，每个名字以最后0结束，长度为0的标识符是根标识符，计数字节的值必须是0~63的数。如域名gemini.tuc.noao.edu的表示如下：

每个问题都有一个查询类型，而每个响应也有一个类型。部分选项如下所示：

最常用的查询类型是A类型，表示期望获得查询名的IP地址。一个PTR查询则请求获得一个IP地址对应的域名，是一个指针查询。

查询类通常是1,指互联网地址。

DNS响应报文中的资源记录部分：
DNS报文中的最后三个字段，回答字段、授权字段和附加信息字段，均采用一种称为资源记录RR的相同格式，如下所示：

其中：

• 域名是记录中资源数据对应的名字。格式与查询名字字段格式相同。
• 类型说明RR的类型码。它的值和查询类型的值一样，类通常为1,指互联网数据
• 生存时间是客户端保留该资源记录的秒数，通常的生存时间为2天
• 资源数据长度说明资源数据的数量。该数据格式依赖于类型字段，对于类型1,资源数据是4字节的IP地址

指针查询（PTR）：给定一个IP地址，返回与该地址对应的域名。

当一个组织加入Internet并获得DNS域名空间授权，则它们也获得了对应IP地址的in-addr.arpa域名空间的授权。但应牢记DNS的名字是由DNS树的底部逐步向上书写的。这意味着对于IP地址为140.252.13.33的主机，它的DNS名字为33.13.252.140.in-addr.arpa。

DNS是任何与Internet相连主机必不可少的一部分。层次树是组成DNS域名空间的基本组织形式。