域名系統(tǒng)(Domain Name System)

·前面已介紹，IP協(xié)議使用32位IP地址來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，為在網(wǎng)上發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)指定源主機(jī)、目的主機(jī)提供了一種較為方便、緊湊的表示方法。但是，對(duì)于一般使用人員而言，IP地址仍是沒(méi)有任何意義、難以記憶的。因而出現(xiàn)了用便于記憶的、有意義的符號(hào)來(lái)標(biāo)記主機(jī)的做法，也稱之為主機(jī)名。

·為了直接使用主機(jī)名進(jìn)行通信，每臺(tái)主機(jī)上都包含了一個(gè)HOSTS的文件， HOSTS文件中包含了因特網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)的IP地址-主機(jī)名稱的映射，通過(guò)主機(jī)名稱，就可以映射到其IP地址。主機(jī)定期從網(wǎng)上更新HOSTS文件。由于在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期，直到1980年以前，網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)器較少，只有幾百臺(tái)主機(jī)。這種方式并沒(méi)有什么困難。

·隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展，維護(hù)和分布HOSTS文件副本的工作變得難于管理。另外，定期下載更新的HOSTS文件所產(chǎn)生的通信量也成問(wèn)題。此時(shí)，出現(xiàn)了利用一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)執(zhí)行主機(jī)名稱注冊(cè)和主機(jī)名稱-IP地址轉(zhuǎn)換的功能。這種集中方法也有助于防止不安全的復(fù)制。

·第一版的中心數(shù)據(jù)庫(kù)，是以一個(gè)線形(flat)名稱空間為基礎(chǔ)的，沒(méi)有更多的結(jié)構(gòu)：如developer以一個(gè)單詞來(lái)標(biāo)記一個(gè)主機(jī)。隨著主機(jī)數(shù)目的增多，這樣的主機(jī)命名方式效率低，不利于管理，也不利于辨識(shí)，易重名。

·為此，提出了一種分層結(jié)構(gòu)的命名方案，即域名系統(tǒng)(RFC 974、 RFC 1034 和 RFC 1035) 。

·域名系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

–提供了用戶友好的主機(jī)名稱，可以把名稱空間分成多個(gè)不同的域，并允許使用多臺(tái)服務(wù)器，以方便管理、提高性能和容錯(cuò)能力。

·域名系統(tǒng)的主要部分：

–域名空間：具有樹(shù)形結(jié)構(gòu)的分層名稱空間，包括根域、頂級(jí)域、二級(jí)域、三級(jí)域等等。每一個(gè)較下一層的域都會(huì)從屬于某一個(gè)上層的域。

–域名服務(wù)器：保存域名空間各部分信息并把主機(jī)名映射到相應(yīng)IP地址的計(jì)算機(jī)。

–名稱解析器：依據(jù)主機(jī)名向域名服務(wù)器查詢某臺(tái)主機(jī)的IP地址的客戶機(jī)稱為名稱解析器。

·域名空間的結(jié)構(gòu)：

–根域：分層結(jié)構(gòu)的最高級(jí)，其他所有的域都屬于根域的下級(jí)。根域服務(wù)器維護(hù)核心數(shù)據(jù)庫(kù)，目前有七臺(tái)根域服務(wù)器。

–頂級(jí)域：根域的下一級(jí)為頂級(jí)域，頂級(jí)域被分為三個(gè)主要區(qū)域：組織域、地理域和逆向域。

·組織域有如下類型：

–.com：商業(yè)

–.edu：教育

–.gov：政府

–.mil：軍隊(duì)

–.org：非盈利組織

–.net：網(wǎng)絡(luò)組織等

–1997年后開(kāi)始啟用了.store(貨物交易)、.web(Web事物組)、.arts(文藝團(tuán)體)、.rec(娛樂(lè)休閑資源)、.info(信息服務(wù))、.nom(個(gè)人)。

·地理域：按國(guó)家分配的頂級(jí)域

·逆向域：為地址-名稱逆向查詢用。 名為：in-addr.arpa

–二級(jí)域

……

·域名空間的劃分管理：

–DNS的管理單元是區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是DNS的一部分，它可以作為一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體進(jìn)行管理。每個(gè)區(qū)域都定位在一個(gè)具體的域節(jié)點(diǎn)上，這個(gè)域節(jié)點(diǎn)是該區(qū)域的根域。如可以把edu.cn作為一個(gè)管理區(qū)域。

–可以把一個(gè)區(qū)域再細(xì)分成多個(gè)子區(qū)域，分別管理。如把edu.cn在分成bupt.edu.cn以及其他一些區(qū)域。

–整個(gè)域或每個(gè)區(qū)域都是由域名服務(wù)器來(lái)管理，進(jìn)行域或某個(gè)特定區(qū)域名稱管理的服務(wù)器都必須是授權(quán)的。

–域名空間的區(qū)域劃分管理使得域名管理能夠分布式、局部化，這對(duì)于提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、降低通信量都有極大的好處。

·域名服務(wù)器（1）

·從地位來(lái)看，可以分為主名稱服務(wù)器和次名稱服務(wù)器。

–主（Primary）名稱服務(wù)器：該服務(wù)器存儲(chǔ)和管理區(qū)域的配置數(shù)據(jù)。區(qū)域的所有變化，如子域或主機(jī)的添加，都必須在主名稱服務(wù)器中注冊(cè)執(zhí)行。一個(gè)給定的區(qū)域只能與一臺(tái)主名稱服務(wù)器相關(guān)聯(lián)。

–次名稱服務(wù)器：次名稱服務(wù)器通過(guò)區(qū)域傳輸過(guò)程，從網(wǎng)絡(luò)上其他名稱服務(wù)器（可以是主名稱服務(wù)器，也可以是另一個(gè)次名稱服務(wù)器）上獲得自己區(qū)域的的數(shù)據(jù)。次名稱服務(wù)器提供了幾個(gè)方面的好處：

·通過(guò)冗余提高可靠性，在主名稱服務(wù)器不能正常工作時(shí)，完成主名稱服務(wù)器的工作。

·通過(guò)在具有大量客戶機(jī)的位置分布次名稱服務(wù)器可以降低網(wǎng)絡(luò)上的通信量。

·通過(guò)分擔(dān)對(duì)主名稱服務(wù)器的客戶請(qǐng)求可以均衡服務(wù)器任務(wù)負(fù)載，加快響應(yīng)時(shí)間。

·域名服務(wù)器（2）

·從功能來(lái)看，可以分為主控名稱服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器、從屬名稱服務(wù)器和純高速緩存服務(wù)器。

–主控（master）名稱服務(wù)器：主控名稱服務(wù)器可以是主名稱服務(wù)器也可以是次名稱服務(wù)器，它是次名稱服務(wù)器信息的來(lái)源。當(dāng)一個(gè)次名稱服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，將與主控名稱服務(wù)器聯(lián)系。主控名稱服務(wù)器將為次名稱服務(wù)器初始化一個(gè)區(qū)域傳輸，并定期把更新的信息進(jìn)行區(qū)域傳輸。

–轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器：DNS服務(wù)器在收到查詢后，首先在本地文件中查找信息。如果所請(qǐng)求的名稱不屬于該服務(wù)器授權(quán)的區(qū)域，則該服務(wù)器需要與其他域名服務(wù)器聯(lián)系。通常情況下，需要查詢本地網(wǎng)絡(luò)以外的資源，一般不是所有本地服務(wù)器都可以直接和外部服務(wù)器聯(lián)系的，而是指定一臺(tái)專門(mén)的服務(wù)器。這個(gè)專門(mén)指定的用于與外部網(wǎng)絡(luò)通信請(qǐng)求外部域名信息的服務(wù)器成為轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器。一般域名服務(wù)器在與轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器的聯(lián)系中，有兩種方式：

·非互斥方式：名稱服務(wù)器在轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器不能完成地址解析時(shí)，自己再進(jìn)行查詢解析。

·互斥方式：在轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器不能完成地址解析時(shí)，名稱服務(wù)器不再與其他服務(wù)器聯(lián)系，直接返回一個(gè)出錯(cuò)消息。這種方式配置的服務(wù)器也成為從屬服務(wù)器。

–純高速緩存（caching-only）名稱服務(wù)器：所有的DNS服務(wù)器都會(huì)把已經(jīng)解析的查詢高速緩存一段時(shí)間。因?yàn)橐粋€(gè)名稱的使用連續(xù)使用的概率很大，這樣可以加快響應(yīng)時(shí)間。純高速緩存名稱服務(wù)器只是專門(mén)用來(lái)高速緩存其他名稱服務(wù)器已解析的查詢。不提供任何其他信息。純高速緩存名稱服務(wù)器在啟動(dòng)時(shí)，會(huì)一直向不同的DNS服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)查詢，直到該高速緩存建立，能處理查詢?yōu)橹埂Ｒ虼水?dāng)純高速緩存名稱服務(wù)器首次啟動(dòng)時(shí)，會(huì)有一個(gè)較大的通信量，但由于它不需要定期的區(qū)域傳輸，因而通信量會(huì)漸漸減少。

·名稱解析方法：

·DNS客戶機(jī)（一臺(tái)服務(wù)器也可能是另一臺(tái)服務(wù)器的客戶機(jī)）對(duì)DNS服務(wù)器進(jìn)行查詢時(shí)，可以有三種方式：

·

1,遞歸查詢方式：一般發(fā)生在一個(gè)最終的客戶和一個(gè)DNS服務(wù)器之間。DNS服務(wù)器在執(zhí)行遞歸查詢時(shí)，或者向客戶機(jī)返回回復(fù)數(shù)據(jù)，或者返回一出錯(cuò)消息，指出不存在該域或該主機(jī)。

–

2,重復(fù)查詢方式：一般發(fā)生在名稱服務(wù)器之間。一臺(tái)DNS服務(wù)器向另一臺(tái)DNS服務(wù)器提供它所知道的答案。

–

3,逆向查詢方式：客戶機(jī)已知要解析的主機(jī)的IP地址，向服務(wù)器請(qǐng)求解析該主機(jī)的名稱。逆向域就是為完成逆向查詢方式而設(shè)置的。逆向域中的條目是按IP地址排列的。詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)后。

·DNS配置及數(shù)據(jù)庫(kù)文件（以Microsoft DNS服務(wù)器為例）

·

·Microsoft DNS服務(wù)器是因特網(wǎng)上常用的DNS服務(wù)器，是BIND（Berkeley Internet Name Domain）兼容服務(wù)器?？梢詮腂IND配置文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并且在需要BIND服務(wù)器導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí)，能夠生成一套兼容BIND文件。BIND DNS系統(tǒng)使用一套標(biāo)準(zhǔn)的文件，定義DNS系統(tǒng)的配置。這些文件包括:

–BOOT文件

–數(shù)據(jù)庫(kù)文件

–高速緩存文件

–逆向查詢文件。

·BOOT文件

·提供BIND DNS服務(wù)器的啟動(dòng)信息。 BOOT文件中的紀(jì)錄定義了該服務(wù)器的授權(quán)區(qū)域，同時(shí)也定義了服務(wù)器是該域的主服務(wù)器還是次服務(wù)器。如果該服務(wù)器是多個(gè)域的主名稱服務(wù)器，那么BOOT文件紀(jì)錄中還會(huì)聲明那些文件含有這些區(qū)域的數(shù)據(jù)。BOOT文件只在第一次導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)使用。

–BOOT文件舉例:

·directory c:\winnt\system32\dns

·cache cache.dns

·primary quick.com quick.com.dns

·secondary sales.quick.com 137.85.3.100 sales.quick.com.dns

–說(shuō)明：

·directory ：指明數(shù)據(jù)庫(kù)文件所在的目錄，Microsoft DNS 服務(wù)器要求保存在\systemroot\system32\dns目錄下，且該語(yǔ)句忽略。

·Cache：指明高速緩存文件的名稱。

·Primary：聲明該服務(wù)器是那個(gè)域的主服務(wù)器，同時(shí)指出該域的數(shù)據(jù)庫(kù)文件名。

·Secondary：聲明該服 務(wù)器是那個(gè)域的次服務(wù)器，同時(shí)指出向它進(jìn)行區(qū)域傳輸?shù)脑捶?wù)器的IP地址以及包含該區(qū)域數(shù)據(jù)的文件名。

·數(shù)據(jù)庫(kù)文件

·DNS數(shù)據(jù)庫(kù)文件也叫區(qū)域文件(.dns)。它含有某一區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)。區(qū)域數(shù)據(jù)的定義，采用的是資源記錄。以下是DNS數(shù)據(jù)庫(kù)中最重要的幾類資源記錄：

–授權(quán)開(kāi)始記錄：授權(quán)開(kāi)始(Start Of Authority)記錄定義了DNS服務(wù)器中的常用操作參數(shù)，SOA記錄的內(nèi)容如下：

·名稱服務(wù)器名稱

·聯(lián)系人，該名稱服務(wù)器主要聯(lián)系人的e-mail地址

·序列號(hào)：該文件的修訂次數(shù)

·刷新時(shí)間：指明次名稱服務(wù)器從主名稱服務(wù)器刷新自己的頻率

·……

–名稱服務(wù)器記錄：聲明該域中的每臺(tái)名稱服務(wù)器

–地址記錄：是DNS數(shù)據(jù)庫(kù)的核心，它提供了主機(jī)名稱--IP地址的映射

–規(guī)范的名稱記錄：使管理員能夠?yàn)橐恍┲鳈C(jī)建立別名

–郵件交換器記錄：聲明該域的郵件服務(wù)器

·高速緩存文件

·高速緩存文件保存因特網(wǎng)根DNS服務(wù)器的映射關(guān)系，使得區(qū)域DNS服務(wù)器能夠解析對(duì)局域網(wǎng)絡(luò)以外的主機(jī)所進(jìn)行的請(qǐng)求。一旦局域網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)相連時(shí)，就應(yīng)該配置高速緩存文件，使自己的DNS能夠找到因特網(wǎng)的根名稱服務(wù)器。

·ftp://rs.internic.net/domain/named.cache可以獲得最新的因特網(wǎng)高速緩存文件

·逆向查詢文件

·逆向查詢文件含有一些逆向映射信息（IP--主機(jī)名稱），供逆向查詢使用。當(dāng)DNS客戶機(jī)只有遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的IP地址時(shí)，使用這種映射可以返回該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的主機(jī)名稱。逆向查詢文件經(jīng)常用于安全性或TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的疑難解答。

·Microsoft DNS提供了DNS Manager作為DNS服務(wù)器配置和管理的圖形化工具。