計算機網絡-應用層-DNS域名系統

1 簡介

域名系統用來方便人們把機器名字轉換爲IP地址,比如我輸入www.baidu.com,這是一個域名,單不是ip地址,要轉化成ip地址才能訪問此網站。

至於爲什麼不直接用域名來訪問而要用ip地址呢,因爲ip地址是固定的32位或128位,便於機器的處理,而域名往往隨機性更大。

域名解析爲ip是互聯網上的許多域名解析服務器完成的。當某個客戶進程需要一個域名的ip時,就把帶解析的域名放在DNS請求報文中,以UDP方式發給本地域名服務器,本地域名服務器在查找域名後,把對應ip地址放在回答報文中發回。

如果本地域名服務器沒有找到對應的ip地址,那它就成爲一個臨時的客戶,以相同方式向其他域名服務器發送請求。

2 互聯網的域名結構

mail.cctv.com
com是頂級域名
cctv是二級域名
mail是三級域名

每一級域名不超過63個字符,不區分大小寫,總共不超過255個字符。

3 域名服務器

根域名服務器:是最重要的域名服務器,不管哪個本地域名服務器,要對互聯網上的任何一個域名進行解析,只要自己無法完成,就會求助於根域名服務器。
根域名服務器是由13套裝置組成的13組根域名服務器,只有13個域名,但服務器分佈於全球。
一般本地服務器向根域名服務器查詢時,根域名服務器不會直接返回IP地址,而是告訴本地服務器該到哪一個頂級域名服務器進行查詢。

頂級域名服務器:負責管理所有註冊在該頂級域名下的二級域名。

權限域名服務器:負責一個區的域名服務器。

本地域名服務器:主機最先查詢的服務器。

爲了提高可靠性,域名服務器都會把數據複製到其他幾個輔助域名服務器中保存,當主服務器出現故障時,會藉助於輔助域名服務器進行DNS查詢工作。複製只從主服務器複製到輔助服務器,修改時只修改主服務器,保證了數據的一致性。

3 域名解析過程

遞歸查詢主機向本地域名服務器查詢DNS一般採用遞歸查詢,即主機向本地域名服務器詢問,如果本地域名服務器不知道,那麼它就把自己當做客戶,向其他域名服務器繼續發送請求。主機最後只會收到查詢結果,或者錯誤報告,不需要自己一個一個的查詢。

迭代查詢本地域名服務器向根域名服務器進行DNS查詢時,一般使用迭代查詢。即根域名服務器收到本地域名服務器的請求時,一般不會直接返回IP地址,而是返回下一步應該到哪個頂級服務器進行查詢,之後由本地域名服務器向下一個域名服務器進行查詢,如此迭代進行。

4 高速緩存的使用

爲了提高DNS的效率,減少網絡開銷,一般主機和域名服務器中都會設置高速緩存,來記錄最近查詢過的域名或者從何處獲得域名映射的記錄。即記錄此域名對應的IP,或者此域名下一步應該向哪個域名服務器進行查詢。如此可以提高DNS的查詢效率。

高速緩存需要定時更新來保證緩存的有效性,更新的越快則網絡開銷越大,更新的越慢則緩存的準確性越低,需要權衡。

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