DNS与DHCP，它们是如何协同工作的？

DNS与DHCP详细内容

一、DNS（域名系统）

1. DNS

定义：DNS是Domain Name System（域名系统）的缩写，它将便于人们使用的主机名转换为IP地址，通过这种转换，用户在访问网站时只需记住易于理解的域名，而不需记住复杂的数字IP地址。

完全限定域名(FQDN)：完全限定域名是指包含主机名和其所有上级域的完整名称，例如www.example.com。

域名结构：DNS采用树形结构，最顶层是根域（.），下面依次是顶级域名（如.com、.net）、二级域名（如example）、子域名（如www）。

DNS服务器监听端口：DNS服务通常使用UDP和TCP协议的53号端口进行通信，UDP用于查询，TCP用于区域传输。

2. DNS解析种类

查询方式：

递归查询：客户机向本地DNS服务器提出请求，本地服务器代表客户端完全解析域名（直到获取最终的IP地址）的过程，如果本地服务器无法回答，则代替客户端向其他DNS服务器进行查询，直到得到结果并将结果返回给客户端。

迭代查询：当DNS服务器收到一个查询请求时，如果不能直接回答，则会告诉客户端另一个可能的DNS服务器地址，让客户端继续查询。

正向解析：将域名解析为IP地址。

反向解析：将IP地址解析为域名。

3. DNS服务器搭建

SOA记录：起始授权机构记录，标记了DNS区域的开始和结束，包含了一些管理和联系信息。

NS记录：名称服务器记录，指定了该域名由哪些DNS服务器来解析。

A记录：正向解析记录，将域名指向一个IPv4地址。

CNAME记录：别名记录，将一个域名指向另一个域名。

PTR记录：反向解析记录，将IP地址解析为域名。

MX记录：邮件交换记录，指定接收电子邮件的服务器。

4. 辅助DNS服务器

辅助DNS服务器从主DNS服务器获得一份数据库备份，主要用于提供冗余和负载均衡。

5. DNS转发器

DNS转发器负责将客户端的DNS请求转发到其他DNS服务器，以获得解析结果。

6. 反向DNS

反向DNS用于将IP地址解析回域名，通常用于邮件服务器验证发送者的真实性。

7. DNS服务器分类

主要名称服务器：存储特定域的所有DNS记录，并处理所有查询请求。

辅助名称服务器：从主服务器获取数据，提供冗余和负载均衡。

根名称服务器：位于DNS层次结构的顶层，提供顶级域名服务器的信息。

高速缓存名称服务器：保存最近查询过的DNS记录以提高查询速度。

8. 客户机域名请求解析顺序

1、检查本地缓存。

2、检查hosts文件。

3、向本地DNS服务器发出递归查询请求。

9. 服务器对域名请求的处理顺序

1、检查本地缓存。

2、检查区域文件。

3、使用转发器。

4、向根域名服务器查询。

10. 清除DNS缓存

Windows客户端：使用命令ipconfig /flushdns清除DNS缓存。

Linux客户端：使用命令sudo systemdresolve flushcaches清除DNS缓存。

二、DHCP（动态主机配置协议）

1. DHCP

定义：DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机配置协议）的简称，用于自动分配和管理IP地址及其他网络配置参数。

作用：减少手动配置工作量，避免IP冲突，提高地址利用率。

端口：使用UDP协议的67号端口（服务器）和68号端口（客户端）。

2. DHCP原理

租约过程：DHCP通过DORA（Discover, Offer, Request, Acknowledgement）四步握手过程分配IP地址。

1、发现阶段：客户端广播DHCP DISCOVER消息寻找可用的DHCP服务器。

2、提供阶段：DHCP服务器响应DHCP OFFER消息，提供可分配的IP地址及其他网络配置参数。

3、选择阶段：客户端从多个OFFER中选择一个，并广播DHCP REQUEST消息通知所选服务器。

4、确认阶段：选定的DHCP服务器广播DHCP ACK消息确认分配的IP地址和相关配置。

3. DHCP续约机制

当租期过半时，客户端发送DHCP Request消息请求续约，若未收到响应则继续使用当前配置；接近87.5%时再次请求，若仍无响应则释放IP并重新申请。

4. 部署DHCP服务器

安装步骤：以Linux为例，安装iscdhcpserver软件包，编辑配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，启动服务并设置为开机自启。

5. 客户机命令

释放IP：ipconfig /release（Windows）或dhclient r（Linux）。

更新IP：ipconfig /renew（Windows）或dhclient w（Linux）。

三、相关问题与解答栏目

Q1: 什么是DNS?它是如何工作的？

A1: DNS是Domain Name System（域名系统）的缩写，它将便于人们使用的主机名转换为IP地址，DNS通过递归查询和迭代查询两种方式工作，客户端首先向本地DNS服务器发起请求，如果本地服务器无法回答，则会代表客户端向其他DNS服务器进行查询，直到得到结果并将结果返回给客户端。

Q2: 什么是DHCP?它是如何工作的？

A2: DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机配置协议）的简称，用于自动分配和管理IP地址及其他网络配置参数，DHCP通过DORA四步握手过程工作，包括发现、提供、选择和确认四个阶段，确保每个设备都能获得唯一的IP地址和其他必要的网络配置信息。