引言
域名系統（ D N S）是一種用於 T C P/ I P應用程序的分佈式數據庫，它提供主機名字和 I P地址之間的轉換及有關電子郵件的選路信息。
域名系統內兩部分組成：名字服務器和解析器。其中，名字服務器是指DNS服務器，緩存域名和IP地址的映射關係；名字解析器，指的是DNS服務所提供的一組API，可供其他應用程序調用，通過這些調用來實現域名和IP地址的相互轉換。
DNS協議是應用層協議，其實現並未在系統內核中。
DNS基礎
右邊實現由域名到IP地址的轉換。
左邊實現由IP地址到域名的轉換。
即域名服務器有兩臺，主備。主服務器從本地文件讀入域名配置信息，而備份服務器定期向主服務器讀取域名配置信息。這也是爲什麼配置DNS服務器時需要配置兩個IP地址（cmd下ipconfig /all命令可查看）。
每個名字服務器必須知道如何同根的名字服務器聯繫。 1 9 9 3年4月時有8個根名字服務器，所有的主名字服務器都必須知道根服務器的 I P地址（這些 I P地址在主名字服務器的配置文件中，主服務器必須知道根服務器的 I P地址，而不是它們的域名）。根服務器則知道所有二級域中的每個授權名字服務器的名字和位置。
DNS的報文格式
這個報文由1 2字節長的首部和4個長度可變的字段組成。
標識字段由客戶程序設置並由服務器返回結果。客戶程序通過它來確定響應與查詢是否
匹配。
16 bit的標誌字段被劃分爲若干子字段，如下：
從最左位開始依次介紹各子字段：
• QR 是1 bit字段： 0表示查詢報文， 1表示響應報文。
• o p c o d e是一個4 bit字段：通常值爲0（標準查詢），其他值爲1（反向查詢）和2（服務器狀態請求）。
• A A是1 bit標誌，表示“授權回答(authoritative answer)”。該名字服務器是授權於該域
的。
• T C是1 bit字段，表示“可截斷的 (t r u n c a t e d )”。使用U D P時，它表示當應答的總長度超過5 1 2字節時，只返回前5 1 2個字節。
• R D是1 bit字段表示“期望遞歸（recursiondesired）”。該比特能在一個查詢中設置，並
在響應中返回。這個標誌告訴名字服務器必須處理這個查詢，也稱爲一個遞歸查詢。如
果該位爲 0，且被請求的名字服務器沒有一個授權回答，它就返回一個能解答該查詢的
其他名字服務器列表，這稱爲迭代查詢。在後面的例子中，我們將看到這兩種類型查詢
的例子。
• R A是1 bit字段，表示“可用遞歸”。如果名字服務器支持遞歸查詢，則在響應中將該比
特設置爲 1。在後面的例子中可看到大多數名字服務器都提供遞歸查詢，除了某些根服
務器。
• 隨後的3 bit字段必須爲0。
• r c o d e是一個4 bit的返回碼字段。通常的值爲0（沒有差錯）和 3（名字差錯）。名字差錯只有從一個授權名字服務器上返回，它表示在查詢中制定的域名不存在。
隨後的 4個16 bit 字段說明最後 4個變長字段中包含的條目數。對於查詢報文，問題( q u e s t i o n )數通常是 1，而其他3項則均爲0。類似地，對於應答報文，回答數至少是 1，剩下的兩項可以是0或非0。
DNS查詢報文中的問題部分
查詢名是要查找的名字，它是一個或多個標識符的序列。每個標識符以首字節的計數值
來說明隨後標識符的字節長度，每個名字以最後字節爲 0結束，長度爲0的標識符是根標識符。
計數字節的值必須是 0 ~6 3的數，因爲標識符的最大長度僅爲 6 3。
查詢名（即域名）取值方法如下：
每個問題有一個查詢類型，而每個響應（也稱一個資源記錄，我們下面將談到）也有一個類型。大約有 2 0個不同的類型值，下面僅列出幾個：
最常用的查詢類型是 A類型，表示期望獲得查詢名的I P地址。一個P T R查詢則請求獲得一個I P地址對應的域名。這是一個指針查詢，我們將在 1 4 . 5節介紹。其他的查詢類型將在 1 4 . 6節介紹。
查詢類通常是1，指互聯網地址（某些站點也支持其他非 I P地址）。
DNS響應報文中的資源記錄部分
D N S報文中最後的三個字段，回答字段、授權字段和附加信息字段，均採用一種稱爲資源記錄R R（ Resource Record）的相同格式。
域名是記錄中資源數據對應的名字。它的格式和前面介紹的查詢名字段格式（圖 1 4 - 6）相同。
類型說明 R R的類型碼。它的值和前面介紹的查詢類型值是一樣的。類通常爲 1，指I n t e r n e t數據。
生存時間字段是客戶程序保留該資源記錄的秒數。資源記錄通常的生存時間值爲 2天。
資源數據長度說明資源數據的數量。該數據的格式依賴於類型字段的值。對於類型 1（ A記錄）資源數據是4字節的I P地址。
注意：針對以上查詢問題報文格式和資源記錄報文格式中的域名部分，當存在重複值時，人使用壓縮方式，即使用引用指向一個域名。
壓縮方法很簡單，當一個域名中的標識符是壓縮的，它的單計數字節（範圍由 0～6 3）中
的最高兩位將被設置爲 11。這表示它是一個 16 bit指針而不再是8 bit的計數字節。即當單計數字節的高兩位爲11時，即被設置爲壓縮。這時，域名將通過指針值來確定。wireshark抓包結果中，有很多是經過壓縮的域名，可以將結果調整爲二進整顯示進行查看。
查詢報文格式和資源記錄報文格式中的類型取值
A 一個A記錄定義了一個I P地址，它存儲32 bit的二進制數。
P T R 指針記錄用於指針查詢。 I P地址被看作是 i n -a d d r . a r p a域下的一個域名（標識符串）。
C N A M E 這表示“規範名字 (canonicalname)”。它用來表示一個域名（標識符串），而有規範名字的域名通常被稱爲別名 ( a l i a s )。某些F T P服務器使用它向其他的系統提供一個易於記憶的別名。
例如， g a t e d服務器（ 1 0 . 3節提到）可通過匿名F T P從g a t e d . c o r n e l l . e d u獲得，但這裏並沒有叫做g a t e d的系統，這僅是爲其他系統提供的別名。其他系統的規範名爲g a t e d . c o r n e l l . e d u。
sun % host -t cname gated.cornell.edu
gated.cornell.edu CNAMCOMET.CIT.CORNELL.EDU
這裏使用的-t選項來指明它是特定的查詢類型。
H I N F O 表示主機信息：包括說明主機 C P U和操作系統的兩個字符串。並非所有的站點均提供它們系統的 H I N F O記錄，並且提供的信息也可能不是最新的。
sun % host -t hinfo sun
sun.tuc.noao.edu HINFO Sun-4/25 Sun4.1.3
抓包分析
以下是telnet中請求www.baidu.com，DNS請求過程。
請求：
應答：
注意，這裏採用從telnet中訪問www.baidu.com，而沒有使用瀏覽器，這是因爲使用瀏覽器會在下載完www.baidu.com的首頁源碼後，發出更多的請求，會干擾這裏的學習和分析。
