面试官:DNS解析都整不明白,敢说你懂网络?我:嘤嘤嘤!
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freeflydom
2024年12月19日 10:24
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一、写在开头
在OSI七层协议模型中应用层是距离我们最近,且日后开发使用到最多的一层,在上一篇博文中我们已经学习了应用层中的HTTP协议,在本文中我们再一起来学一下DNS。啥?DNS不是很了解?那还不快往下看!
❝其实早几年和一个朋友聊天,当时,他是一个网络条线的技术经理,向我吐槽说,现在来面试的很多都是学不好编程语言的,转来搞网络了,结果问一个DNS,他都整不明白,就这还好意思干网络?我当时吓得不敢说话,因为我自己对于网络编程也是那种浅尝辄止的心态,生怕他回头问我一个问题,哈哈。
❞
二、DNS的定义
DNS(Domain Name System)域名管理系统,是当用户使用浏览器访问网址之后,使用的第一个重要协议。DNS 要解决的是域名和 IP 地址的映射问题。
DNS是一个联机的分布式数据库系统,它具有分布式、层次化、模块化等特点,它属于应用层的协议,基于UDP传输,端口为53。
三、DNS服务器类别
我们上面说到DNS具有层次化结构,而这个层次化主要体现在它的服务器部署之上,DNS的域名层次结构是一棵树,从「根域名服务器」到「顶级域名服务器」、「权威域名服务器」,再到「本地域名服务器」,而我们所有遇到的DNS服务器,都囊括在这四类之中。
「根域名DNS服务器」:是为提供TLD服务器的IP地址,目前世界上仅有13组根服务器,我国境内仍然没有,不过后来任播应用后,DNS分解出1089个根域名服务器节点,而在我国便有了26个根域名服务器节点。
「顶级域名服务器(TLD服务器)」:顶级域名指的域名的后缀,像com、org、net等都是,不同国家也有自己的域名,如uk、ca、fr这些,我国的是cn。而顶级域名系统则是提供权威DNS服务器IP地址的。
「权威域名DNS服务器」:所有在因特网上具有公共可访问主机的组织机构,必须提供可访问的DNS记录,而这些记录里则保存着域名与IP映射等信息,而这些记录则存储在权威DNS服务器上。
「本地域名服务器」:每个 ISP(互联网服务提供商)都有一个自己的本地 DNS 服务器。当主机发出 DNS 请求时,该请求被发往本地 DNS 服务器,它起着代理的作用,并将该请求转发到 DNS 层次结构中。
那么了解了DNS的底层服务器结构,它们是如何合作的,或者说是通过怎样的机制,达到解析域名,响应到对应的IP上的呢?继续往下看!
四、DNS的解析过程
开局先上一张图:
现在假设我们用浏览器去访问“ www.baidu.com.cn” 的IP地址,那么DNS解析系统的整个解析过程大致可以分为如下这几步:
第一步:客户端向本地DNS服务器发送DNS请求报文,报文中包含域名 www.baidu.com.cn ,若本地DNS中有相应的记录,直接反馈客户端,若没有则访问根DNS服务器,继续处理请求;
第二步:本地DNS服务器向根域名服务器发送请求,根域名服务器是域名系统的最顶层,它负责管理所有顶级域名(如.com、.net、.org以及国家和地区代码如.cn)。根域名服务器会返回所查询域(在这个例子中是“.cn”域)的主域名服务器的地址;
第三步:本地DNS在接收到根服务器返回的地址后,便向cn顶级域名服务器发送请求,一般到这里是有可能找到了对应的域名映射的IP地址的,但若还没有,它会查询自己的记录以找到“.com.cn”域的主域名服务器(权威DNS服务器)地址返回;
第四步:本地DNS服务器只得继续向权威DNS服务器发去请求,终于,www.baidu.com.cn已经向权威域名DNS备案过了,在这里找到了它对应的记录,便把记录返回给本地DNS;
第五步:本地dns服务器将收到的返回地址发给客户端,同时写入自己的缓存,以便下次查询;
「需要注意的是:」 从请求主机到本地 DNS 服务器的查询是递归的,其余的查询时迭代的;当找不到相应记录,会返回空结果,而不是超时信息。
五、DNS报文格式
DNS报文格式是DNS协议中用于客户端和服务器之间通信的一种结构化数据格式。DNS报文主要分为两种:查询报文和回答报文,它们具有相同的格式。
DNS(Domain Name System,域名系统)报文是在域名解析过程中,DNS客户端和DNS服务器之间传输的消息,其报文格式主要包括以下几个部分:
「我们可以将其分成三个部分来看:」
报文头部
「标识」:16位的标识符,用于标识该DNS报文,客户端发送请求时会生成一个随机的标识,服务器在响应时会使用相同的标识,以便客户端能够将响应与请求对应起来。
「标志」:16位的标志字段,包含多个标志位,用于表示报文的类型、操作码、响应状态等信息。例如,QR位表示是查询报文(0)还是响应报文(1);OPCODE位表示操作码,通常为标准查询(0)等。
「问题数量」:16位的字段,指明报文中包含的问题记录数量。
「回答数量」:16位的字段,指明报文中包含的回答记录数量。
「权威机构数量」:16位的字段,指明报文中包含的权威机构记录数量。
「附加信息数量」:16位的字段,指明报文中包含的附加信息记录数量。
问题部分
回答部分、权威机构部分和附加信息部分
这三个部分的格式基本相同,每个部分都可以包含多个资源记录,每个资源记录的格式如下:
「域名」:与问题部分的查询名称格式相同,通常是被查询域名或相关域名。
「类型」:16位的字段,与问题部分的查询类型相对应,表示该资源记录的类型。
「类」:通常为1,表示Internet类。
「生存时间」:32位的字段,以秒为单位,表示该资源记录在缓存中的有效时间。
「资源数据长度」:16位的字段,指明后面的资源数据的长度。
「资源数据」:可变长度字段,包含与该资源记录类型相关的具体数据,如A记录的IP地址、NS记录的域名服务器名称等。
转自https://www.cnblogs.com/JavaBuild/p/18613789
该文章在 2024/12/19 10:26:01 编辑过