如何实现高速DNS解析？探索提升域名系统性能的策略与技术

高速的DNS

一、什么是DNS

域名系统（Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串，通过域名，最终得到该域名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析），DNS协议运行在UDP协议之上，使用端口号53。

二、DNS的分类

权威名称服务器

存储并提供某区域（整个DNS域或DNS域的一部分）的实际数据，权威名称服务器的类型包括：

Master: 包含原始区域数据，有时称作“主要”名称服务器。

Slave: 备份服务器，通过区域传送，从Master服务器获得的区域副本，有时称作“次要”名称服务器。

非权威/递归名称服务器

客户端通过其查找来自权威名称服务器的数据，递归名称服务器的类型包括仅缓存名称服务器：仅用于查找，对于非重要数据之外的任何内容都不具有权威性。

三、高速缓存DNS的部署

什么是高速缓存DNS

如果某台DNS服务器只负责查询数据，将曾经查到的数据往高速缓存中保存一份，并响应DNS工作站的查询请求，则此DNS服务器被称为高速缓存名字服务（CacheOnly Name Server），高速缓存名字服务器不负责管理任何的区域(非权威DNS)，它只将曾经查询到的数据复制一份，以便下次DNS工作站查询相同数据时，能够快速地从高速缓存中访问到该数据。

为什么要部署高速缓存DNS

如果一个企业内网里面的每一台主机要访问外网，都需要114.114.114.114这个权威dns进行域名解析，每台主机之间互不关联，这大大浪费了带宽资源，且解析地址的效率很低，但如果把内网其中的一台服务器搭建成高速缓存DNS，其他主机不再需要问114.114.114.114,直接问高速缓存dns服务器即可，这样只需一台主机进行域名解析，就可共享给内网所有的主机，不仅节省带宽资源，且因为数据存放在高速缓存中，高速缓存DNS服务器第一次解析完成后，内网解析地址的速度也会大大提高。

实验步骤

① 部署环境

将一台虚拟机作为高速缓存DNS服务器，首先确保其能连接外网：

vim /etc/sysconfig/networkscripts/ifcfgeth0  
GATEWAY=172.25.70.250   # 修改虚拟机网关为真机IP
vim /etc/resolv.conf
nameserver 114.114.114.114   # 添加虚拟机DNS

② 高速缓存DNS服务器安装bind，并开启服务

BIND是最广泛使用的开源名称服务器，在RHEL中，通过bind软件包提供：

yum install bind y  # 安装bind软件包
systemctl start named  # 开启服务
firewallcmd permanent addservice=dns  # 火墙允许dns服务
firewallcmd reload  # 重新加载火墙

③ 客户主机访问测试

vim /etc/resolv.conf 
nameserver 172.25.70.251  # 客户主机修改DNS为服务端IP
dig www.baidu.com  # 测试访问外网

在dig外网时，可能会有以下几种情况：

在出现报错信息时，我们需要修改服务端named服务的主配置文件：

vim /etc/named.conf

此时客户主机即可正常访问外网，第一次解析速度：第二次解析速度：可以看到，在第一次解析过后，第二次地址解析速度大大提升。

四、正向解析

正向解析就是将域名转化为IP地址，我们可以尝试自己搭建的权威DNS服务器。

五、轮询式域名解析

轮询式域名解析是指将多个IP地址循环分配给同一个域名，以实现负载均衡和高可用性，当用户访问该域名时，DNS服务器会按照顺序返回下一个IP地址给客户端。

六、MX邮件交换记录

MX记录是电子邮件系统中使用的一种DNS记录类型，用于指定接收电子邮件的邮件服务器，MX记录的优先级决定了邮件服务器的选择顺序，当发送方邮件服务器尝试投递邮件时，它会根据MX记录的优先级选择最高的邮件服务器进行投递，如果最高优先级的邮件服务器不可用，它将尝试下一个次高优先级的服务器，依此类推，这样可以确保即使某个邮件服务器出现故障，电子邮件仍然可以被成功传递。

七、反向解析

反向解析是将IP地址转换为域名的过程，它主要用于邮件服务器的身份验证和垃圾邮件过滤，当邮件服务器接收到一封邮件时，它会检查发送方的IP地址是否与声明的域名相匹配，如果不匹配，邮件可能会被标记为垃圾邮件或拒绝接收，反向解析还可以帮助网络管理员追踪垃圾邮件的来源。

八、多向解析

多向解析是一种DNS解析策略，它允许DNS服务器根据客户端的地理位置或其他因素返回不同的IP地址，这种策略通常用于全球分布的数据中心或内容分发网络（CDN），以确保用户总是连接到最近的服务器节点，从而提高访问速度和服务质量，一个在欧洲的用户可能会得到一个欧洲数据中心的IP地址，而一个在美国的用户可能会得到一个美国数据中心的IP地址。

九、DNS集群

DNS集群是一种高可用性和负载均衡的解决方案，它通过将多个DNS服务器组织成一个集群来分散查询负载和提供冗余，如果一个DNS服务器出现故障，其他服务器可以接管其工作，确保DNS解析服务不会中断，DNS集群还可以根据需要动态调整成员服务器的数量，以应对流量的变化，这种架构提高了整体的可靠性和性能。

十、远程更新DNS

基于IP的更新: 基于IP地址的更新机制允许管理员从任何位置更新DNS记录，只要他们知道要更新的记录的IP地址，这种方法简单直接，但可能存在安全风险，因为任何人都可以尝试更新记录，为了解决这个问题，通常会结合使用防火墙规则和身份验证机制来限制哪些IP地址可以执行更新操作，还可以使用加密通信来保护数据传输过程中的安全性，基于密钥的更新要求管理员拥有特定的密钥才能更新DNS记录，这种方法比基于IP的更新更安全，因为它依赖于只有授权人员才知道的秘密信息，密钥可以是对称密钥或非对称密钥对的一部分，在使用基于密钥的更新之前，必须在DNS服务器上配置相应的密钥管理策略，并且确保所有参与更新过程的设备都存储有正确的密钥，无论是基于IP还是基于密钥的更新方法，都应该定期审查和更新安全措施，以防止未经授权的访问和潜在的攻击，建议实施日志记录和监控机制，以便及时发现异常活动并采取相应行动。

十一、动态域名解析（DDNS）

动态域名解析（Dynamic Domain Name System, DDNS）是一种自动更新DNS记录的技术，常用于动态IP地址的环境，当设备的IP地址发生变化时，DDNS可以自动更新其对应的DNS记录，确保设备始终可以通过固定的域名被访问，这对于家庭宽带上网、移动办公等场景非常有用，DDNS服务提供商通常会提供一个客户端程序或脚本，该程序会在设备启动或IP地址变化时自动向DDNS服务器发送更新请求，DDNS服务器接收到请求后，会更新相应的DNS记录，并将新的IP地址传播给其他DNS服务器，这样，无论设备的IP地址如何变化，用户都可以通过相同的域名访问该设备，DDNS技术不仅简化了设备的配置和管理，还提高了设备的可访问性和灵活性，DDNS也存在安全隐患，如未经授权的更新可能导致DNS劫持攻击，使用DDNS时应采取适当的安全措施，如强密码、防火墙规则等。