為什么需要DNS解析域名為IP地址？
網(wǎng)絡(luò)通訊大部分是基于TCP/IP的，而TCP/IP是基于IP地址的，所以計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊時(shí)只能識(shí)別如“202.96.134.133”之類的IP地址，而不能認(rèn)識(shí)域名线定。我們無法記住10個(gè)以上IP地址的網(wǎng)站，所以我們訪問網(wǎng)站時(shí)鼎文，更多的是在瀏覽器地址欄中輸入域名，就能看到所需要的頁面因俐，這是因?yàn)橛幸粋€(gè)叫“DNS服務(wù)器”的計(jì)算機(jī)自動(dòng)把我們的域名“翻譯”成了相應(yīng)的IP地址拇惋，然后調(diào)出IP地址所對應(yīng)的網(wǎng)頁周偎。
具體什么是DNS？
DNS( Domain Name System)是“域名系統(tǒng)”的英文縮寫撑帖，是一種組織成域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)命名系統(tǒng)蓉坎，它用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，它所提供的服務(wù)是用來將主機(jī)名和域名轉(zhuǎn)換為IP地址的工作胡嘿。DNS就是這樣的一位“翻譯官”蛉艾，它的基本工作原理可用下圖來表示。
DNS 的過程衷敌？
關(guān)于DNS的獲取流程：
DNS是應(yīng)用層協(xié)議勿侯，事實(shí)上他是為其他應(yīng)用層協(xié)議工作的，包括不限于HTTP和SMTP以及FTP缴罗，用于將用戶提供的主機(jī)名解析為ip地址助琐。
具體過程如下：
①用戶主機(jī)上運(yùn)行著DNS的客戶端，就是我們的PC機(jī)或者手機(jī)客戶端運(yùn)行著DNS客戶端了
②瀏覽器將接收到的url中抽取出域名字段面氓，就是訪問的主機(jī)名兵钮，比如
http://www.baidu.com/
, 并將這個(gè)主機(jī)名傳送給DNS應(yīng)用的客戶端
③DNS客戶機(jī)端向DNS服務(wù)器端發(fā)送一份查詢報(bào)文，報(bào)文中包含著要訪問的主機(jī)名字段（中間包括一些列緩存查詢以及分布式DNS集群的工作）
④該DNS客戶機(jī)最終會(huì)收到一份回答報(bào)文舌界，其中包含有該主機(jī)名對應(yīng)的IP地址
⑤一旦該瀏覽器收到來自DNS的IP地址掘譬，就可以向該IP地址定位的HTTP服務(wù)器發(fā)起TCP連接
DNS服務(wù)的體系架構(gòu)是怎樣的？
DNS domain name system 主要作用就是將主機(jī)域名轉(zhuǎn)換為ip地址
假設(shè)運(yùn)行在用戶主機(jī)上的某些應(yīng)用程序（如Webl瀏覽器或者郵件閱讀器）需要將主機(jī)名轉(zhuǎn)換為IP地址呻拌。這些應(yīng)用程序?qū)⒄{(diào)用DNS的客戶機(jī)端葱轩，并指明需要被轉(zhuǎn)換的主機(jī)名。（在很多基于UNIX的機(jī)器上柏锄，應(yīng)用程序?yàn)榱藞?zhí)行這種轉(zhuǎn)換需要調(diào)用函數(shù)gethostbyname（））酿箭。用戶主機(jī)的DNS客戶端接收到后，向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一個(gè)DNS查詢報(bào)文趾娃。所有DNS請求和回答報(bào)文使用的UDP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過端口53發(fā)送（至于為什么使用UDP缭嫡，請參看為什么域名根服務(wù)器只能有13臺(tái)呢？ - 郭無心的回答）經(jīng)過若干ms到若干s的延時(shí)后抬闷，用戶主機(jī)上的DNS客戶端接收到一個(gè)提供所希望映射的DNS回答報(bào)文妇蛀。這個(gè)查詢結(jié)果則被傳遞到調(diào)用DNS的應(yīng)用程序。因此笤成，從用戶主機(jī)上調(diào)用應(yīng)用程序的角度看评架，DNS是一個(gè)提供簡單、直接的轉(zhuǎn)換服務(wù)的黑盒子炕泳。但事實(shí)上纵诞，實(shí)現(xiàn)這個(gè)服務(wù)的黑盒子非常復(fù)雜，它由分布于全球的大量DNS服務(wù)器以及定義了DNS服務(wù)器與查詢主機(jī)通信方式的應(yīng)用層協(xié)議組成培遵。
DNS為什么不采用單點(diǎn)的集中式的設(shè)計(jì)方式浙芙，而是使用分布式集群的工作方式登刺？
DNS的一種簡單的設(shè)計(jì)模式就是在因特網(wǎng)上只使用一個(gè)DNS服務(wù)器，該服務(wù)器包含所有的映射嗡呼，在這種集中式的設(shè)計(jì)中纸俭，客戶機(jī)直接將所有查詢請求發(fā)往單一的DNS服務(wù)器，同時(shí)該DNS服務(wù)器直接對所有查詢客戶機(jī)做出響應(yīng)南窗，盡管這種設(shè)計(jì)方式非常誘人揍很，但他不適用當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)楫?dāng)今的因特網(wǎng)有著數(shù)量巨大并且在持續(xù)增長的主機(jī)万伤，這種集中式設(shè)計(jì)會(huì)有單點(diǎn)故障（嗝屁一個(gè)窒悔，全球著急），通信容量（上億臺(tái)主機(jī)發(fā)送的查詢DNS報(bào)文請求壕翩，包括但不限于所有的HTTP請求蛉迹，電子郵件報(bào)文服務(wù)器，TCP長連接服務(wù)）放妈，遠(yuǎn)距離的時(shí)間延遲（澳大利亞到紐約的舉例）北救，維護(hù)開銷大（因?yàn)樗械闹鳈C(jī)名-ip映射都要在一個(gè)服務(wù)站點(diǎn)更新）等問題
DNS服務(wù)器一般分三種，根DNS服務(wù)器芜抒，頂級DNS服務(wù)器珍策，權(quán)威DNS服務(wù)器。
使用分布式的層次數(shù)據(jù)庫模式以及緩存方法來解決單點(diǎn)集中式的問題宅倒。
DNS域名稱
域名系統(tǒng)作為一個(gè)層次結(jié)構(gòu)和分布式數(shù)據(jù)庫攘宙，包含各種類型的數(shù)據(jù)，包括主機(jī)名和域名拐迁。DNS數(shù)據(jù)庫中的名稱形成一個(gè)分層樹狀結(jié)構(gòu)稱為域命名空間蹭劈。域名包含單個(gè)標(biāo)簽分隔點(diǎn)，例如：
im.qq.com
完全限定的域名 (FQDN) 唯一地標(biāo)識(shí)在 DNS 分層樹中的主機(jī)的位置线召，通過指定的路徑中點(diǎn)分隔從根引用的主機(jī)的名稱列表铺韧。 下圖顯示與主機(jī)稱為 im 內(nèi)
qq.com
DNS 樹的示例。 主機(jī)的 FQDN 是
im.qq.com
DNS 域的名稱層次結(jié)構(gòu)
DNS域名稱空間的組織方式
按其功能命名空間中用來描述 DNS 域名稱的五個(gè)類別的介紹詳見下表中缓淹，以及與每個(gè)名稱類型的示例哈打。
例如：
www.uestc.edu.cn
DNS 和 Internet 域
互聯(lián)網(wǎng)域名系統(tǒng)由名稱注冊機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)維護(hù)分配由組織和國家/地區(qū)的頂級域在 Internet 上進(jìn)行管理。 這些域名按照國際標(biāo)準(zhǔn) 3166讯壶。 一些很多現(xiàn)有縮寫料仗，保留以供組織中，以及兩個(gè)字母和三個(gè)字母的國家/地區(qū)使用的縮寫使用下表所示伏蚊。一些常見的DNS域名稱如下圖：
資源記錄
DNS 數(shù)據(jù)庫中包含的資源記錄 (RR)立轧。 每個(gè) RR 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)庫中的特定資源。我們在建立DNS服務(wù)器時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到SOA,NS,A之類的記錄氛改，在維護(hù)DNS服務(wù)器時(shí)匀借，會(huì)用到MX，CNAME記錄平窘。
常見的RR見下圖：
Dns服務(wù)的工作過程
當(dāng) DNS 客戶機(jī)需要查詢程序中使用的名稱時(shí)，它會(huì)查詢本地DNS 服務(wù)器來解析該名稱凳怨」逅遥客戶機(jī)發(fā)送的每條查詢消息都包括3條信息，以指定服務(wù)器應(yīng)回答的問題肤舞。
● 指定的 DNS 域名紫新，表示為完全合格的域名 (FQDN) 。
● 指定的查詢類型李剖，它可根據(jù)類型指定資源記錄芒率，或作為查詢操作的專門類型。
● DNS域名的指定類別篙顺。
對于DNS 服務(wù)器偶芍，它始終應(yīng)指定為 Internet 類別。例如德玫，指定的名稱可以是計(jì)算機(jī)的完全合格的域名匪蟀，如
im.qq.com
，并且指定的查詢類型用于通過該名稱搜索地址資源記錄宰僧。
DNS 查詢以各種不同的方式進(jìn)行解析材彪。客戶機(jī)有時(shí)也可通過使用從以前查詢獲得的緩存信息就地應(yīng)答查詢琴儿。DNS 服務(wù)器可使用其自身的資源記錄信息緩存來應(yīng)答查詢段化，也可代表請求客戶機(jī)來查詢或聯(lián)系其他 DNS 服務(wù)器，以完全解析該名稱造成，并隨后將應(yīng)答返回至客戶機(jī)显熏。這個(gè)過程稱為遞歸。
另外谜疤，客戶機(jī)自己也可嘗試聯(lián)系其他的 DNS 服務(wù)器來解析名稱佃延。如果客戶機(jī)這么做，它會(huì)使用基于服務(wù)器應(yīng)答的獨(dú)立和附加的查詢夷磕，該過程稱作迭代履肃，即DNS服務(wù)器之間的交互查詢就是迭代查詢。
DNS 查詢的過程如下圖所示坐桩。
1尺棋、在瀏覽器中輸入www . qq .com 域名，操作系統(tǒng)會(huì)先檢查自己本地的hosts文件是否有這個(gè)網(wǎng)址映射關(guān)系，如果有膘螟，就先調(diào)用這個(gè)IP地址映射成福，完成域名解析。
2荆残、如果hosts里沒有這個(gè)域名的映射奴艾，則查找本地DNS解析器緩存，是否有這個(gè)網(wǎng)址映射關(guān)系内斯，如果有蕴潦，直接返回，完成域名解析俘闯。
3潭苞、如果hosts與本地DNS解析器緩存都沒有相應(yīng)的網(wǎng)址映射關(guān)系，首先會(huì)找TCP/ip參數(shù)中設(shè)置的首選DNS服務(wù)器真朗，在此我們叫它本地DNS服務(wù)器此疹，此服務(wù)器收到查詢時(shí)，如果要查詢的域名遮婶，包含在本地配置區(qū)域資源中蝗碎，則返回解析結(jié)果給客戶機(jī)，完成域名解析旗扑，此解析具有權(quán)威性衍菱。
4、如果要查詢的域名肩豁，不由本地DNS服務(wù)器區(qū)域解析脊串，但該服務(wù)器已緩存了此網(wǎng)址映射關(guān)系，則調(diào)用這個(gè)IP地址映射清钥，完成域名解析琼锋，此解析不具有權(quán)威性。
5祟昭、如果本地DNS服務(wù)器本地區(qū)域文件與緩存解析都失效缕坎，則根據(jù)本地DNS服務(wù)器的設(shè)置（是否設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)器）進(jìn)行查詢，如果未用轉(zhuǎn)發(fā)模式篡悟，本地DNS就把請求發(fā)至13臺(tái)根DNS谜叹，根DNS服務(wù)器收到請求后會(huì)判斷這個(gè)域名(.com)是誰來授權(quán)管理，并會(huì)返回一個(gè)負(fù)責(zé)該頂級域名服務(wù)器的一個(gè)IP搬葬。本地DNS服務(wù)器收到IP信息后荷腊，將會(huì)聯(lián)系負(fù)責(zé).com域的這臺(tái)服務(wù)器。這臺(tái)負(fù)責(zé).com域的服務(wù)器收到請求后急凰，如果自己無法解析女仰，它就會(huì)找一個(gè)管理.com域的下一級DNS服務(wù)器地址(http://qq.com)給本地DNS服務(wù)器。當(dāng)本地DNS服務(wù)器收到這個(gè)地址后，就會(huì)找http://qq.com域服務(wù)器疾忍，重復(fù)上面的動(dòng)作乔外，進(jìn)行查詢，直至找到www . qq .com主機(jī)一罩。
6杨幼、如果用的是轉(zhuǎn)發(fā)模式，此DNS服務(wù)器就會(huì)把請求轉(zhuǎn)發(fā)至上一級DNS服務(wù)器聂渊，由上一級服務(wù)器進(jìn)行解析推汽，上一級服務(wù)器如果不能解析，或找根DNS或把轉(zhuǎn)請求轉(zhuǎn)至上上級歧沪，以此循環(huán)。不管是本地DNS服務(wù)器用是是轉(zhuǎn)發(fā)莲组，還是根提示诊胞，最后都是把結(jié)果返回給本地DNS服務(wù)器，由此DNS服務(wù)器再返回給客戶機(jī)锹杈。
從客戶端到本地DNS服務(wù)器是屬于遞歸查詢撵孤，而DNS服務(wù)器之間就是的交互查詢就是迭代查詢。
附錄：
本地DNS配置轉(zhuǎn)發(fā)與未配置轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包分析
新建一DNS竭望，具體怎么建我這里就不再描述了邪码，見我的上一篇博文《在Win2003中安裝bind【部署智能DNS】》
1、DNS服務(wù)器不設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)
在192.168.145.228服務(wù)器上安裝上wireshark軟件咬清，并打開它闭专，設(shè)置數(shù)據(jù)包為UDP過濾，在192.168.145.12客戶機(jī)上用nslookup命令查詢一下http://www.sohu.com/旧烧，馬上可以看到本地DNS服務(wù)器直接查全球13臺(tái)根域中的某幾臺(tái)影钉，然后一步步解析，通過遞代的方式掘剪，直到找到www .sohu .com對應(yīng)的IP為220.181.118.87平委。
本地DNS服務(wù)器得到搜狐的IP后，它把這個(gè)IP返回給192.168.145.12客戶機(jī)夺谁，完成解析廉赔。
2、DNS服務(wù)器設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)
因搜狐域名在第一步的驗(yàn)證中使用過匾鸥，有緩存蜡塌，為了不受上步實(shí)驗(yàn)干擾，我們在客戶機(jī)上192.168.145.12上nslookup 百度一下勿负，你就知道岗照。從圖上看，本地DNS把請求轉(zhuǎn)發(fā)至192.168.133.10服務(wù)器，133.10服務(wù)器把得到的IP返回給本地DNS攒至，然后本地DNS再把IP告訴DNS客戶機(jī)厚者，完成解析。
解析順序
1） ****瀏覽器緩存
當(dāng)用戶通過瀏覽器訪問某域名時(shí)迫吐，瀏覽器首先會(huì)在自己的緩存中查找是否有該域名對應(yīng)的IP地址（若曾經(jīng)訪問過該域名且沒有清空緩存便存在）库菲；
2） ****系統(tǒng)緩存
當(dāng)瀏覽器緩存中無域名對應(yīng)IP則會(huì)自動(dòng)檢查用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Hosts文件DNS緩存是否有該域名對應(yīng)IP；
3） ****路由器緩存
當(dāng)瀏覽器及系統(tǒng)緩存中均無域名對應(yīng)IP則進(jìn)入路由器緩存中檢查志膀，以上三步均為客服端的DNS緩存熙宇；
4） ****ISP****（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商）DNS****緩存
當(dāng)在用戶客服端查找不到域名對應(yīng)IP地址，則將進(jìn)入ISP DNS緩存中進(jìn)行查詢溉浙。比如你用的是電信的網(wǎng)絡(luò)烫止，則會(huì)進(jìn)入電信的DNS緩存服務(wù)器中進(jìn)行查找；
5） ****根域名服務(wù)器
當(dāng)以上均未完成戳稽，則進(jìn)入根服務(wù)器進(jìn)行查詢馆蠕。全球僅有13臺(tái)根域名服務(wù)器，1個(gè)主根域名服務(wù)器惊奇，其余12為輔根域名服務(wù)器互躬。根域名收到請求后會(huì)查看區(qū)域文件記錄，若無則將其管轄范圍內(nèi)頂級域名（如.com）服務(wù)器IP告訴本地DNS服務(wù)器颂郎；
6） ****頂級域名服務(wù)器
頂級域名服務(wù)器收到請求后查看區(qū)域文件記錄吼渡，若無則將其管轄范圍內(nèi)主域名服務(wù)器的IP地址告訴本地DNS服務(wù)器；
7） ****主域名服務(wù)器
主域名服務(wù)器接受到請求后查詢自己的緩存乓序，如果沒有則進(jìn)入下一級域名服務(wù)器進(jìn)行查找寺酪，并重復(fù)該步驟直至找到正確紀(jì)錄；
8****）保存結(jié)果至緩存
本地域名服務(wù)器把返回的結(jié)果保存到緩存替劈，以備下一次使用房维，同時(shí)將該結(jié)果反饋給客戶端，客戶端通過這個(gè)IP地址與web服務(wù)器建立鏈接抬纸。
