1、基本概念
定义:DNS(Domain Name System)即域名系统,是一种用于将人类可读的域名转换为计算机可识别的IP地址的系统,它类似于互联网的电话簿,将用户输入的域名解析为对应的IP地址,使得用户能够通过域名访问到目标网站或服务。
工作原理:当用户在浏览器中输入一个域名时,计算机首先会向本地DNS服务器发送查询请求,如果本地DNS服务器缓存中有该域名的记录,则直接返回对应的IP地址;如果没有缓存,本地DNS服务器会代表客户端向其他DNS服务器进行查询,直到获取到该域名的IP地址,然后将结果返回给客户端,并在一定时间内将该映射关系缓存起来,以便下次查询时能够快速响应。
2、DNS服务器类型
根域名服务器:最高层级的域名服务器,因特网上一共有13个根域名服务器(以英文字母A到M依序命名,格式为[a~m].rootservers.net),每个根域名服务器都知道所有顶级域名服务器的IP地址。
顶级域名服务器:对于每个顶级域名,如com、org、edu等,都有对应的顶级域名服务器,顶级域名服务器知道其所管理的所有权威域名服务器的IP地址。
权威域名服务器:一个网站需要将其域名和IP地址注册到相应的权威域名服务器中,网站www.baidu.com的域名和IP地址就存储在负责baidu.com域的权威域名服务器中。
本地域名服务器:不属于上述域名服务器的层次结构,但是对域名系统非常重要,每个ISP(如一个大学、一个公司)都有一个本地域名服务器(也叫默认域名服务器),当用户插上网线或者连上WIFI后,电脑会通过DHCP协议分配一个IP地址,同时也会获取到本地域名服务器的IP地址。
3、域名解析过程
递归查询:请求主机向本地域名服务器发送DNS查询报文,询问某个域名的IP地址是什么,如果本地域名服务器无法直接回答,则会代表客户端向其他DNS服务器进行查询,直到得到答案,然后将结果返回给客户端。
迭代查询:本地域名服务器为其完全解析域名(直至获得最终的IP地址)的过程,如果本地域名服务器无法解析,则返回给客户端一个提示信息,告诉客户端它不能解析该域名。
4、DNS协议
UDP协议:DNS主要使用UDP协议进行通信,UDP协议简单高效,不需要建立连接,适用于大多数DNS查询场景,DNS报文通常较小,能够在一个UDP数据包中传输。
TCP协议:在特殊情况下,如DNS报文较大(超过512字节)或需要可靠的数据传输时,DNS会使用TCP协议,当响应报文中包含多个IP记录时,可能会使用TCP协议来传输完整的报文。
5、DNS缓存
本地DNS服务器缓存:当用户访问了某个网站后,本地域名服务器会将解析出的域名和IP地址的映射关系缓存一定时间,在缓存过期前,用户再访问相同网站时,本地域名服务器就可以直接返回查询结果,而无需再去询问根域名服务器、顶级域名服务器等,从而大大减少传输的DNS报文数量。
用户主机缓存:用户主机也会缓存DNS查询结果,在Windows系统中,可以通过命令ipconfig/displaydns
查询当前DNS缓存。
6、DNS安全问题
缓存投毒攻击:这是一种常见的DNS攻击方式,攻击者通过篡改DNS服务器的缓存,将错误的IP地址与域名关联起来,导致用户被导向恶意网站或无法访问目标网站。
DDoS攻击:分布式拒绝服务攻击也会影响DNS服务的正常运行,攻击者通过控制大量的僵尸主机向DNS服务器发送大量的查询请求,耗尽服务器资源,使其无法正常响应合法用户的查询请求。
7、公共DNS服务
一些互联网公司提供了公共DNS服务,如谷歌的Public DNS(8.8.8.8和8.8.4.4)、OpenDNS等,用户可以将自己的设备设置为使用这些公共DNS服务器进行域名解析,以提高解析速度和安全性。
相关问题与解答
问题 | 回答 |
什么是DNS? | DNS(Domain Name System)即域名系统,是一种用于将人类可读的域名转换为计算机可识别的IP地址的系统。 |
DNS服务器有哪些类型? | DNS服务器包括根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器和本地域名服务器。 |
DNS解析过程是怎样的? | DNS解析过程包括递归查询和迭代查询两种方式,递归查询是本地域名服务器为客户机完全解析域名(直至获得最终的IP地址)的过程;迭代查询则是本地域名服务器为其部分解析域名(直至获得最终的IP地址)的过程。 |
DNS使用什么协议? | DNS主要使用UDP协议进行通信,但在特殊情况下(如报文较大或需要可靠传输时)会使用TCP协议。 |
什么是DNS缓存? | DNS缓存是指本地域名服务器或用户主机将解析出的域名和IP地址的映射关系缓存一段时间,以便下次查询时能够快速响应。 |
如何提升DNS解析速度? | 可以通过优化DNS服务器配置、增加缓存命中率、使用高性能硬件等方式来提升DNS解析速度。 |
什么是DNS安全? | DNS安全涉及保护DNS服务器免受攻击(如缓存投毒攻击、DDoS攻击等)以及确保用户数据的安全性和隐私性。 |
什么是公共DNS服务? | 公共DNS服务是由互联网公司提供的免费或收费的DNS解析服务,用户可以将自己的设备设置为使用这些公共DNS服务器进行域名解析。 |
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