DNS协议

1. 什么是DNS

DNS是Domain Name Server的缩写，所有的网络通信(基于TCP/UDP)最后都需要基于IP来完成，DNS的作用就是域名转换为具体的IP。

2. 为什么需要

在互联网的初期，对外提供的服务极少，人们直接通过IP来相互访问。显然要记住毫无规律的IP地址并不容易，于是人们想到了通过文件，描述IP对应的内容，就像我们现在看到/etc/hosts文件:

[dev@namenode2 ~]$cat /etc/hosts
10.20.38.12 apiserver5 logserver1
10.20.38.13 apiserver6 logserver2
10.20.38.49 gateway1

然而换机器、和好友共享时，我们必须手动的同步配置文件，显然还是很麻烦的，最直观的解决方案是将这份配置集中式存储，DNS的职责就是提供域名和IP关系的集中式存储，并提供查询的能力。

3. 域名的层级

我们常见的域名，比如www.baidu.com，实际全名是www.baidu.com.root，这里的.root就是根域名，因为根域名只有一个，所以.root经常被省略。

每个层级都允许指定自己的下一级的域名服务(Name Service，简称NS)。根域名的NS是固定的，通过dig +trace我们能查看到对应的13组根域名服务器:

根域名的NS一般固化在域名服务中，域名服务中固定的提供一组IP，通过访问这组IP获取根域名的NS域名/IP地址。这一组根服务器基本是被米国垄断的。

根域名的NS服务器提供了下层域名解析服务，所以我们可以向根域名NS申请顶级域名(如.com)，当然这个是很费钱的(据说几十万美刀)。

获得顶级域名后，我可以配置自己的NS服务器，再向外出售二级域名。这确实是个低成本高收益的买卖，就这一点域名服务商/炒域名的就赚的盆满钵满。

4. 工作原理

4.1 DNS服务器配置

每一个连接到Internet的机器，或主动或被动的，都需要设置自己的IP地址和DNS服务器，比如我机器上的TCP/IP设置是这样的。

这里的DNS服务器就是用来完成域名到IP的转换过程的。当我们在浏览器地址栏输入www.baidu.com之后，浏览器会通过系统访问这里指定(自动获得)的DNS服务器地址，获取指定域名对应的IP。Linux下也有类似的配置，DNS服务器的IP地址保存在/etc/resolv.conf文件下，里边的内容大概是长这样的。

[dev@namenode2 ~]$cat /etc/resolv.conf
options attempts:1 timeout:5 rotate
nameserver  10.20.60.58
nameserver  10.20.60.59

这里的DNS服务器地址是两个内网IP，说明公司内部搭建了自己的DNS服务器，通过开源软件BIND很容易就能搭建自己的DNS服务器。

如果是个人用户，一般会用ISP服务商或者大厂的IP，比如谷歌的8.8.8.8、Level 3的4.2.2.2。

4.2 处理流程

• 本机通过DNS服务器查询域名对应的IP，DNS服务器查询根域名对应的NS服务
• 通过根域名NS服务器获取顶级域名的NS服务，例子里选的是d.root-servers.net.
• 通过顶级域名NS服务获取二级域名的NS服务，例子里选的是a.gtld-server.net.
• 通过二级域名NS服务获取三级域名的NS服务，例子里选的是ns4.baidu.com.
  

4.3 DNS记录类型

记录类型	说明
A	Address，地址记录，返回域名指向的IP
NS	Name Server, 域名服务器记录，对应域名服务器地址，只能设置为域名，不能设为IP
MX	Mail eXchange，邮件记录，返回电子邮件服务器IP
CNAME	Canonical Name，规范名记录，返回另一域名，做为别名，别名可以独立修改对应A记录，自动对CNAME生效，是一种解耦
PTR	Pointer Record，逆向查询记录，用于从IP反查域名

一般为了安全，NS记录至少提供2条，A记录和MX记录可以有多条，需要保证对应IP的服务高可用，如虚IP。CNAME记录常用的场景是CDN接入，将我们的静态资源域名添加一条CDN厂商域名的CNAME记录。

5. 相关命令

5.1 dig

在4.2章节，我们通过dig +trace查看了DNS将域名转换为IP的流程。dig命令默认返回6个部分内容:

1. 查询参数和统计信息
2. 请求内容，查询www.baidu.com的A记录
3. DNS服务器响应，返回2个A记录，数字272是TTL(Time To Live)，单位秒，表示缓存时间，272秒内不需要重新查询，1个CNAME记录
4. 表示www.baidu.com对应的NS记录，哪些服务器提供a.shifen.com.对应的IP
5. NS记录对应的IP地址
6. 本次请求的统计信息

5.2 dig +trace

通过dig +trace能完整的查看DNS解析的过程，前面已经详细的解释过每一条记录，这里就不再赘述。

5.3 host

host命令可以反查IP对应的域名，反查是基于DNS的PTR记录的，很多域名并没有设置PTR记录，经常我们通过dig命令解析域名对应的IP，再通过IP反查对应的域名却不成功，这是因为这个域名没有设置PTR记录。功能等同于dig -x

5.4 whois

通过whois查询域名注册时的信息，实际中并没有多大作用。