一、DNS的基本概念
1、定义:DNS即域名系统(Domain Name System),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。
2、作用:当一台主机要访问另外一台主机时,必须先获知其地址,虽然互联网上的节点都可以用IP地址标识并被访问,但IP地址由四段以“.”分开的数字组成,记起来总是不如名字方便,所以采用了域名系统来管理名字和IP的对应关系,用户访问一个网站时,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。
3、特点: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。
二、域名系统的名字空间
1、层次结构:域名系统的名字空间是层次结构的,可看作是一个树状结构,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26个英文字母(a~z)、10个阿拉伯数字(0~9)和英文连词号()组成,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),第二层节点的域名称为二级域名,依此类推。
2、顶级域名分类
国家顶级域名:由因特网域名与地址管理机构(ICANN)为不同的国家或地区设置,通常都由两个英文字母组成。.uk代表英国、.fr代表法国、.jp代表日本,中国的顶级域名是.cn。
通用顶级域名:最初定义了7个顶级类别域名,分别是.com、.top、.edu、.gov、.mil、.net、.org;后来又增加了两大类共7个顶级类别域名,分别是.aero、.biz、coop、.info、.museum、.name、.pro。.aero、.coop、.museum是面向特定行业或群体的顶级域名;.biz、.info、.name、.pro是面向通用的顶级域名。
三、DNS服务器的类型
1、主域名服务器:负责维护一个区域的所有域名信息,是地址数据的初始来源,具有向任何一个甚至全部需要其数据的服务器发布域的信息的功能,其数据可以修改。
2、辅助域名服务器:是主域名服务器的备份,当主域名服务器发生故障时,辅助域名服务器作为主域名服务器的备份提供域名解析服务,其区域文件数据是从主域名服务器中复制过来的,不可修改。
3、缓存域名服务器:没有域名数据库,它从某个远程服务器取得每次域名服务器的查询回答,并将答案放在缓存中,以后查询相同的信息就会从缓存中的信息进行回答,提供的是间接信息,不是权威的域名服务器。
4、转发域名服务器:负责所有非本地域名的本地查询,接到查询请求后,在其缓存中查找,如找不到就将请求依次转发到指定的域名服务器,直到查找到结果为止。
5、根域名服务器:是DNS系统结构中位于最高层的域名服务器,当本地域名服务器无法对域名进行解析时,首先会请求根域名服务器,根域名服务器知道所有顶级域名服务器的域名和IP地址,在IPv4协议下,目前全球只有13台根域名服务器,其中9个在美国,2个在欧洲,1个在日本,IPv6协议下,新增加了25台IPv6根域名服务器,其中中国有1台主根服务器和3台辅根服务器。
6、顶级域名服务器:负责管理该服务器下的所有二级域名,本地域名服务器在根服务器请求不到结果后,会向顶级域名服务器发起查询请求,顶级域名服务器返回二级域名授权的DNS服务器地址。
7、权限域名服务器:负责某一个区的域名服务器,当一个顶级域名服务器还不能给出最后查询回答时,就会告知下一步应当请求的权限域名服务器地址。
8、本地域名服务器:当一个主机发出DNS查询请求时,这个查询请求报文就发送给本地域名服务器,每一个互联网服务提供者ISP都可以拥有一个本地域名服务器,当本地域名服务器无法给出应答时,就会请求最高级的根域名服务器。
四、DNS的工作过程
1、域名查询:当用户在浏览器中输入域名时,操作系统会首先查询本地缓存中是否有对应的IP地址,如果有,就直接使用缓存的IP地址,如果没有,就进入下一步。
2、本地DNS解析:如果本地缓存中没有对应的IP地址,操作系统会向本地DNS服务器(通常由ISP提供)发送域名查询请求。
3、递归查询:如果本地DNS服务器不知道所查询域名的IP地址,它会代表客户端向其他DNS服务器进行完全解析(递归查询)直到获得最终的IP地址。
4、迭代查询:如果本地DNS服务器不知道所查询域名的IP地址,它会向根域名服务器发送查询请求,根域名服务器会返回负责顶级域(如.com)的权威域名服务器的地址。
5、继续迭代:本地DNS服务器再向负责顶级域的权威域名服务器发送查询请求,该服务器返回负责次级域(如example.com)的权威域名服务器地址。
6、获取IP地址:本地DNS服务器再向次级域的权威域名服务器发送查询请求,最终得到该域名对应的IP地址。
7、返回结果:本地DNS服务器将查询结果保存在缓存中,并将IP地址返回给操作系统,操作系统将IP地址返回给浏览器。
8、访问网站:现在浏览器拥有了目标域名的IP地址,可以使用该地址发送HTTP请求并访问对应的网站。
五、DNS的重要性
1、便利性:通过使用域名而不是IP地址,用户可以更加轻松地记住网站地址。
2、稳定性和可靠性:DNS协议的分布式架构保证了整个互联网的稳定性和可靠性。
六、相关问题与解答
1、问:什么是DNS劫持?
答:DNS劫持是一种网络攻击行为,黑客通过篡改DNS服务器的记录,将用户原本要访问的网站域名解析到一个错误的IP地址上,导致用户无法正常访问目标网站,或者被引导到恶意网站上,这种攻击可能会给用户带来信息泄露、财产损失等风险。
2、问:如何修改电脑的DNS设置?
答:在Windows系统中,可以通过以下步骤修改DNS设置:打开“控制面板”,选择“网络和共享中心”,点击当前连接的网络,然后点击“属性”,在弹出的窗口中找到“Internet协议版本4(TCP/IPv4)”,再次点击“属性”,在打开的窗口中,选择“使用下面的DNS服务器地址”,然后手动输入首选DNS服务器和备用DNS服务器的IP地址即可。
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