域名系统DNS

产生原因

32比特的IP地址难于记忆；当网络规模比较小时，每台主机只需查找一个列出了主机与IP地址的对应关系的文件，当网络规模很大时，产生了域名系统DNS（Domain Name System）

域名的结构

域名系统是一个多层次的命名系统。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开：【... . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名】。各分量分别代表不同级别的域名

域名空间

域名空间.png

域名服务器

区域划分：
域名空间被划分为许多无重叠的区域，每个设有域名服务器管理本区域域名
每个区域有一个主域名服务器和若干个备份域名服务器，比如：edu.cn xjtu.edu.cn
cs.xjtu.edu.cn是三个不同的区域，分别有各自的域名服务器

DNS解析

域名系统是一个典型的客户/服务器系统。当本地域名服务器不能解析时，就向上一层域名服务器查询。根域名服务器：如果域名映射位置，则向授权域名服务器查询→取得映射→将映射返回本地域名服务器

DNS解析过程举例

主机surf.eurecom.fr要查询gaia.cs.umass.edu的IP地址
1.询问本地DNS服务器，dns.eurecom.fr
2.dns.eurecom.fr如果查询不到则访问根域名服务器
3.根域名服务器访问授权的服务器dns.umass.edu

DNS解析过程.png

根域名服务器：
可能不知道授权域名服务器的地址。可能知道中间域名服务器：由它负责连续授权域名服务
器

DNS解析过程2.png

DNS

• 递归查询：对根域名服务器造成工作负担
• 迭代查询：被查询的服务器直接把可查询的服务器地址返回给客户端，不需要根域名服务器在中间进行转发。这样就可以减小根域名服务器的负担

DNS迭代查询.png

DNS缓存和更新记录：

一旦（任何）域名服务器得知了某种映射，就将其缓存，在一定的时间间隔后缓存的条目将会过期（自动消除）。更新/通知机制由IETF负责设计

DNS资源记录：

DNS：存储资源记录（RR）的分布式数据库
• RR格式：（name, value, type, ttl）
• Type=A ： name=主机名 value=IP地址
• Type=NS ：name=域（e.g.foo.com） value=该域授权域名服务器的IP地址
• Type=CNAME：name=别名 www.ibm.com is really servereast.backup2.ibm.cn value=真名
• Type=MX：value=与name相关的邮件服务器域名

DNS协议，报文
DNS协议：查询和应答报文，二者格式相同
报文首部
• Identification：16bit 用于查询，应答报文使用同样的
• Flags：查询或应答，希望递归，可以递归，授权应答

DNS协议，报文.png