DNS:因特网的目录服务

最新推荐文章于 2024-06-04 20:27:10 发布

&Alex.

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分类专栏：计算机网络文章标签：网络

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DNS（域名系统）是一个分布式数据库，实现主机名到IP地址的转换，提供便捷的人类记忆方式和路由器处理的IP地址。它包括递归与迭代查询过程，层次结构包括根DNS、顶级域服务器和权威DNS服务器。DNS还负责主机别名、邮件服务器别名和负载分配。DNS记录包含Name、Value、Type和TTL字段，报文包括查询和回答，且DNS服务器有缓存功能以提高效率。

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4. DNS:因特网的目录服务

人类在日常生活中往往会用一些方式来标识。例如：我们能够通过一个人的身份证号码来标识这个人。另一方面：我们在生活中更乐于用姓名来记住对方，而不是身份证号码。
类比到因特网上的主机一样，可以使用多种方式进行标识。主机的一种标识方式是用它的主机名，如：www.baidu.com、www.google.com 等。但是这样却给路由器带来了难以处理的麻烦。正是由于这些原因，主机也可以使用IP地址来进行标识。
IP地址：一个IP地址由4个字节组成，例如：121.7.106.83。每个字节都被句点分隔开来，表示了0~255的十进制数字。IP地址具有层次结构，当我们从左到右扫描它时，会得到越来越具体的关于主机位于因特网何处的信息。正如我们查看邮政地址一样。

4.1 DNS提供的服务

人们喜欢便于记忆的主机名标识方式，而路由器喜欢定长的、有着层次结构的IP地址。所以我们需要一种能进行主机名到IP地址转换的目录服务。这就是域名系统（DNS Domain Name System）。
那么它是什么呢？

1.一个由分层的DNS服务器实现的分布式数据库
2.其本身也是一个应用层协议（运行在UDP之上，使用53号端口）

另外DNS还提供其他一些重要的服务：主机别名、邮件服务器别名、负载分配。

4.2 DNS工作机理概述

主机名到IP地址转换服务概述：

1. 运行在用户主机上的某些应用程序调用DNS的客户端，并指明需要被转换的主机名
1. 用户主机上的DNS接受到后，向网络中发送一个DNS查询报文
1. 用户主机上的DNS接受到一个提供所希望映射的DNS回答报文
1. 最后映射结果被传递到调用DNS的应用程序。

分布式、层次数据库

为了处理扩展性的问题，DNS使用了大量的DNS服务器，它们以层次方式组织并且分布在全世界范围内。
大致来说，由3类DNS服务器：根DNS服务器、顶级域（Top—level Domain，TLD）服务器、权威DNS服务器。其层次结构如下图所示：
在这里插入图片描述

除了上述三种DNS服务器之外还有一类重要的DNS服务器被称为本地DNS服务器，严格来讲它并不属于该服务器的层次结构。

主机的本地DNS服务器通常“邻近”本主机。
它起着代理的作用，并将该请求转发到DNS服务器层次结构中。
下面我们将举例来论证：
假设主机cse.nyu.edu想知道主机gaia.cs.umass.edu的IP地址，同时 cse.nyu.edu 主机的本地DNS服务器为 dns.nyu.edu 如图所示：

在实践中查询通常遵循上图中的模式：从请求主机到本地DNS服务器是递归查询，其余的为迭代查询

DNS缓存

假定主机apricot.nyu.edu向dns.nyu.edu查询cnn.com的IP地址。此后，几小时后，纽约大学的另外一台主机kiwi.nyu.edu也向dns.nyu.edu查询相同的主机名。因为有了缓存（通常设置为两天），该本地DNS服务器可以立即返回cnn.com的IP地址，而不必查询任何其他DNS服务器。