DNS是否等同于域名？

DNS是域名

一、引言

在互联网的世界里，DNS扮演着至关重要的角色，它不仅是连接用户和网站之间的桥梁，更是确保网络正常运作的基石，本文将深入探讨DNS的基本概念、工作原理、重要性以及常见问题。

二、什么是DNS？

DNS的定义

DNS，全称为Domain Name System（域名系统），是互联网的一项服务，它作为将域名和IP地址相互映射的分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网，DNS使用UDP端口53，当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。

为什么需要DNS？

虽然因特网上的节点都可以用IP地址标识，并且可以通过IP地址被访问，但即使是将32位的二进制IP地址写成4个0～255的十位数形式，也依然太长、太难记，人们发明了域名(Domain Name)，域名可将一个IP地址关联到一组有意义的字符上去，用户访问一个网站的时候，既可以输入该网站的IP地址，也可以输入其域名，对访问而言，两者是等价的，微软公司的Web服务器的IP地址是207.46.230.229，其对应的域名是www.microsoft.com，不管用户在浏览器中输入的是207.46.230.229还是www.microsoft.com，都可以访问其Web网站。

三、DNS的历史

在DNS出现之前，互联网是不断增长的计算机网络，主要供学术和研究机构使用，开发人员通过使用名为HOSTS.TXT的简单文本文件，手动将主机名映射到IP地址，SRI International维护这些文本文件并将其分发到互联网上的所有计算机，随着网络的扩大，这种方法越来越难以为继，为了解决HOSTS.TXT的局限性并创建更具可扩展性的系统，南加州大学计算机科学家Paul Mockapetris于1983年发明了域名系统，一批互联网先驱协助创建了DNS，并撰写了第一份详细说明新系统规范的征求意见稿 (RFC)，即 RFC 882 和 RFC 883，RFC 1034 和 RFC 1035 后来取代了早期的 RFC，随着DNS的扩展，DNS管理成为互联网号码分配机构 (IANA) 的责任，最终于1998年由非营利组织互联网名称与数字地址分配机构 (ICANN) 管控。

四、名字空间的结构

名字空间的概念

名字空间是指定义了所有可能的名字的集合，域名系统的名字空间是层次结构的，类似Windows的文件名，它可看作是一个树状结构，域名系统不区分树内节点和叶子节点，而统称为节点，不同节点可以使用相同的标记，所有节点的标记只能由3类字符组成：26个英文字母(a～z)、10个阿拉伯数字(0～9)和英文连词号()，并且标记的长度不得超过22个字符，一个节点的域名是由从该节点到根的所有节点的标记连接组成的，中间以点分隔，最上层节点的域名称为顶级域名(TLD，TopLevel Domain)，第二层节点的域名称为二级域名，依此类推。

顶级域名

除了代表各个国家顶级域名之外，ICANN最初还定义了7个顶级类别域名，它们分别是.com、.top、.edu、.gov、.mil、.net、.org；.com、.top用于企业，.edu用于教育机构，.gov用于政府机构，.mil用于军事部门，.net用于互联网络及信息中心等，.org用于非盈利性组织，随着因特网的发展，ICANN又增加了两大类共7个顶级类别域名，分别是.aero、.biz、coop、.info、.museum、.name、.pro。.aero、.coop、.museum是3个面向特定行业或群体的顶级域名：.aero代表航空运输业，.coop代表协作组织，.museum代表博物馆；.biz、.info、.name、.pro是4个面向通用的顶级域名：.biz表示商务，.name表示个人，.pro表示会计师、律师、医师等，.info则没有特定指向。

五、DNS的组成

资源文件

早期因特网上仅有数百台主机，那时候的域名与IP地址对应只需简单地记录在一个hosts.txt文件中，这个文件由网络信息中心(NIC，Network Information Center)负责维护，任何想添加到因特网上的主机的管理员都应将其名字和地址Email给NIC，这个对应就会被手工加到hosts.txt文件中，每个主机管理员去NIC下载最新的hosts.txt文件放到自己的主机上，就完成了域名列表的更新，域名解析只是一个检查本机文件的本地过程，随着因特网上主机数量的膨胀，原有的方式已经无法满足要求，现有域名系统于20世纪80年代开始投入使用，域名系统采用层次结构的名字空间，并且原来庞大的对应表被分解为不相交的、分布在因特网中的子表，这些子表称为资源文件。

解析器

解析器是DNS服务器的核心组件之一，负责将客户端发起的查询请求进行处理，当用户输入一个域名时，解析器会首先检查本地缓存中是否有该域名的记录，如果有，则直接返回结果；如果没有，则需要向其他DNS服务器进行查询，这一过程涉及到递归查询和迭代查询两种不同的方式，递归查询是指DNS服务器为客户机完全解析域名（直到获得最终的IP地址）的过程；而迭代查询则是DNS服务器为客户提供下一个应该查询的最佳位置信息后，由客户机自行继续查询的过程。

六、DNS如何工作？

DNS解析过程

DNS解析过程涉及多个步骤，从用户输入一个网址开始，直到获取到相应的IP地址为止，具体步骤如下：

浏览器缓存检查：首先检查浏览器自身是否已经缓存了该域名的解析结果，如果是，则直接使用缓存中的IP地址发起请求。

操作系统缓存检查：如果浏览器缓存中没有找到记录，接下来会在操作系统层面进行检查。

本地DNS服务器查询：如果上述两步都没有找到记录，则会向本地DNS服务器发出查询请求，本地DNS服务器通常是由用户的互联网服务提供商(ISP)提供。

根DNS服务器查询：本地DNS服务器若仍无法回答该查询，则会向根DNS服务器求助，根DNS服务器返回给本地DNS服务器一个顶级域名服务器的地址。

顶级域名服务器查询：本地DNS服务器接着向顶级域名服务器查询，后者返回负责该顶级域名下的权威DNS服务器的地址。

权威DNS服务器查询：本地DNS服务器向权威DNS服务器发送查询请求，从而获得目标域名所对应的IP地址。

DNS缓存的作用

为了提高DNS解析效率并减少互联网上的流量负担，DNS服务器和客户端都会对最近查询过的域名进行缓存，当一个域名被首次解析后，其结果会被存储起来，并在一段时间内有效，这段时间称为生存时间(TTL)，由权威DNS服务器指定，只要缓存未过期，后续对该域名的请求就可以直接从缓存中获取答案，而不必再次经历完整的解析过程。

七、常见的DNS记录类型

A记录：A记录是最常见的一种DNS记录类型，用于将域名映射到一个IPv4地址，它是“Address”的缩写，表示该记录包含一个IP地址。www.example.com 的A记录可能是192.0.2.1。

AAAA记录：AAAA记录与A记录类似，但它用于将域名映射到一个IPv6地址，由于IPv6地址较长，所以使用了四个字母A来表示。www.example.com 的AAAA记录可能是2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

CNAME记录：CNAME记录用于将一个域名别名指向另一个域名，它是“Canonical Name”的缩写，表示该记录是一个标准的或规范的名称。www.example.com 的CNAME记录可以指向www.example.org。

MX记录：MX记录用于指定邮件服务器的优先级和邮件服务器的域名，它是“Mail Exchange”的缩写，表示该记录用于交换邮件消息。mail.example.com 的MX记录可以是10 mail.example.net，这意味着mail.example.com 的邮件应该首先尝试发送到mail.example.net。

NS记录：NS记录用于指定一个域名的权威名称服务器，它是“Name Server”的缩写，表示该记录是一个名称服务器。ns1.example.com 的NS记录可以指向dns1.example.net。

TXT记录：TXT记录用于为域名提供文本信息，它可以包含任何文本，通常用于提供关于域名的信息或验证域名的所有权。example.com 的TXT记录可以包含"v=spf1 include:_spf.google.com ~all"，这是为了防止垃圾邮件的一种方法。

SRV记录：SRV记录用于指定提供服务的服务器的位置，它是“Service”的缩写，表示该记录用于定位服务。_sip._tcp.example.com 的SRV记录可以是10 50 500 sip.example.com，这意味着_sip._tcp.example.com 服务由sip.example.com 提供。

PTR记录：PTR记录用于反向解析IP地址到域名，它是“Pointer”的缩写，表示该记录是一个指针。1.16.168.192.inaddr.arpa 的PTR记录可以是example.com。

八、DNS的安全性问题

DNS缓存投毒

DNS缓存投毒是一种攻击手段，攻击者通过篡改DNS缓存数据来误导用户访问错误的网站或者窃取用户信息，为了防止这种攻击，可以采取以下措施：

使用DNSSEC（Domain Name System Security Extensions）对DNS数据进行数字签名；

定期清理DNS缓存；

使用安全的DNS服务器软件并及时更新补丁。

DDoS攻击

分布式拒绝服务(DDoS)攻击旨在使目标网站瘫痪，使其无法响应合法用户的请求，攻击者通常会利用僵尸网络向目标发送大量伪造的流量，应对DDoS攻击的方法包括：

配置防火墙规则限制非法流量；

使用内容分发网络(CDN)分散流量压力；

购买专业的抗DDoS服务。

DNS劫持

DNS劫持是指黑客通过篡改用户的DNS设置来重定向用户的网络流量，这通常发生在公共WiFi环境下或者通过恶意软件实现，预防措施有：

避免使用不可信的WiFi热点；

安装杀毒软件保护设备安全；

使用HTTPS加密连接。

九、上文小编总结

DNS作为互联网的基础架构之一，承担着将人类可读的域名转换为机器可读的IP地址的重要任务，了解DNS的工作原理及其安全性问题有助于更好地利用互联网资源并保护个人信息安全，随着技术的发展，DNS也在不断进化以满足日益增长的需求，未来可能会出现更多创新的解决方案来进一步提升DNS的性能和安全性。