DNS 是互联网的一项核心服务,它可以将人类可读的域名转换为机器可理解的 IP 地址,使用户能够通过易于记忆的域名访问互联网上的资源。
一、工作原理
1、域名查询:当用户在浏览器中输入一个域名时,浏览器会先查询本地缓存,如果未找到,则会向本地 DNS 服务器发起查询请求。
2、递归查询:本地 DNS 服务器接收到查询请求后,会首先查询自己的缓存,如果未找到,它会代表客户端向其他 DNS 服务器进行完全解析查询直到获得最终的 IP 地址。
3、根域名服务器:根域名服务器是 DNS 的最高层次,全球共有 13 台根域名服务器,根域名服务器会告诉本地 DNS 服务器所查询的域名所属的顶级域名服务器的 IP 地址。
4、顶级域名服务器:本地 DNS 服务器接收到根域名服务器返回的 IP 地址后,会向顶级域名服务器发起查询请求。
5、权威域名服务器:顶级域名服务器会告诉本地 DNS 服务器所查询的域名的权威域名服务器的 IP 地址,本地 DNS 服务器再向权威域名服务器发起查询请求,直到得到最终的 IP 地址。
6、解析记录:本地 DNS 服务器接收到权威域名服务器返回的 IP 地址后,会将其缓存,并将解析结果返回给用户的浏览器。
7、缓存:本地 DNS 服务器会将解析结果存储在缓存中,下次再有相同的查询请求时,可以直接返回缓存的结果,提高查询速度。
二、DNS 报文结构
部分 | 说明 |
首部 | 包含标识、标志、查询记录数、回答记录数、授权回答记录数、附加信息记录数等字段 |
查询部分 | 指定查询的域名、查询类型和查询类别 |
回答部分 | 包含与查询相关的资源记录,如 IP 地址、生存时间等 |
权威部分 | 包含权威服务器的资源记录信息 |
附加部分 | 包含额外的资源记录信息,通常用于提供额外的信息,如 DNSSEC 签名等 |
三、基于 CH394 的 DNS 实现
1、初始化 CH394 并创建 UDP socket:link 成功后可通过 CH394 向 DNS 服务器发查询报文,DNS 服务器 IP 要与路由器 DNS 服务器 IP 一致,目的端口为 53。
2、CH394 发送查询报文:例如查询 www.wch.cn 的 A 记录,Transaction ID 为 0x1101,Flags 为 0x0100,Questions 为 1,Answer RRs、Authority RRs、Additional RRs 均为 0。
3、CH394 解析回答报文:例如收到的 response 中 Transaction ID 为 0x1102,Flags 为 0x8180,Questions 为 1,Answer RRs 为 1,Authority RRs、Additional RRs 均为 0,查询的域名为 www.wch.cn,Type 为 A,Class 为 IN,Time to live 为 2710,Data length 为 4,Address 为 58.213.45.186。
四、相关问题与解答
1、问:如果域名解析失败,可能的原因有哪些?
答:可能原因包括域名未正确注册、DNS 服务器未配置该域名的记录、DNS 服务器未能正确接收到该域名的解析请求等,解决方法是确保域名注册有效且 DNS 记录配置正确,联系域名注册商或 DNS 提供商检查问题。
2、问:如何提高本地 DNS 服务器的解析性能?
答:可以通过优化本地 DNS 服务器的缓存策略、增加缓存容量、合理设置 TTL 值、采用负载均衡技术等方式来提高解析性能,还可以定期更新 DNS 服务器的软件版本,以获取更好的性能和安全性。
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