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DNS（名称解析服务）
DNS and Bind
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概述：
DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。DNS协议运行在UDP协议之上，使用端口号53。
相关知识
★Sockets：在互联网上基于套接字协议的通信一般都遵循C/S法则;
Client：客户端，发起应用请求的程序；
Server：响应请求（提供服务）的程序；
LISTEN:Socket（ip：port）
★传输层协议：TCP,UDP,SCTP
TCP:面向连接的协议，双方通信之前需要建立虚连接；
UDP：无连接的协议，双方无需通信之前事先建立虚连接；
DNS服务
1)介绍
★DNS：Domain Name Service 应用层协议。
C/S, 53/udp, 53/tcp（DNS服务在启动的时候会同时开启tcp和udp的53号端口）
★DNS作用：
将主机名解析成IP地址的过程;
解决了从域名（FQDN）到主机识别的IP地址之间的转换.
★本地名称配置解析文件：
/etc/hosts
缺点：只能作用于本主机，而不能同步更新所有的主机使用，并且当hosts文件很庞大是很难管理，因此就必须有一个统一的组织去记录管理域名和ip的对应关系。
★DNS结构
DNS是一个分布式、分层次的主机名管理架构，通过配置DNS服务器地址，主机不需要知道对应的ip地址就能通过主机名的形式访问互联网；
DNS利用类似倒状树的目录结构将主机名的管理分配在不同层级的DNS服务器当中，经过分层管理，每一级DNS服务器负责部分域名信息，这也就减轻了DNS服务器的负载，同时也方便记录的更新同步。
★FQDN（Full Qualified Domain Name）:完整主机名
完整主机名由主机名和域名构成。比如，www.taobao.com当中，www就是web网站服务器的主机名，taobao.com就是域名；
主机名和域名之间用实心的点号来表示；
2)DNS域名
根域：
一级域名：Top Level Domain: tld（顶级域）
组织域：com, edu, mil, gov, net, org, int，
国家域：.cn, .ca, .hk, .tw...
反向域:
二级域名:如，.magedu.com、taobao.com
三级域名:如，.dns.magedu.com
每一级只负责对应下级的域的管理，其中根节点是有分布在世界各地的13台服务器组成，其中10台位于美国，另外3台设置于英国、瑞典和日本。
ICANN（The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）互联网名称与数字地址分配机构，负责在全球范围内对互联网通用顶级域名（gTLD）以及国家和地区顶级域名（ccTLD）系统的管理、以及根服务器系统的管理。
◆如图所示域名层级结构图：
◆按其功能命名空间中用来描述 DNS 域名称的五个类别的介绍详见下表中，以及与每个名称类型的示例：
2)DNS解析
★解析流程：
1、在浏览器中输入www.qq.com域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。
2、如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。
3、如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/ip参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。
4、如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。
5、如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www.qq.com主机。
6、如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。
从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。
解析流程图如下：
3)DNS类型，解析方式
★DNS查询类型
递归查询：客户机和服务器之间的查询
迭代查询：DNS服务器与DNS服务器之间的查询
★DNS名称解析方式：
名称--->IP : 正向解析
IP --->名称：反向解析
注意：正反向解析是两个不同的名称空间，是两棵不同的解析树
★通常我们申请注册的域名是顶级域下的一个二级域（.com），申请成功之后，我们要想在这个域名中添加相应的主机来完成解析服务，还需要相应的DNS服务器，这样才能够完成域名解析服务。
★DNS服务器的类型：
·负责解析至少一个域：
主DNS服务器：
辅助DNS服务器：
·不负责域解析：
缓存DNS服务器：转发器
★一次完整地解析请求经历的过程：
Client-->hosts文件-->Dns Local Cache-->DNS Server(recursion递归)-->
自己负责解析的域：直接查询数据库并返回答案；
不是自己负责的解析域：Server Cache-->iteration(迭代)--> 根--> 顶级域
DNS-->二级域名DNS…
★解析答案：
·肯定答案：
·否定答案：请求的条目不存在等原因导致无法返回结果
·权威答案：由直接负责的DNS服务器返回的答案；
·非权威答案：
★主-从DNS服务器：
·主DNS服务器：维护所负责解析的域数据库的那台服务器；读写操作均可进行；
·从DNS服务器：从主DNS服务器那里或其他的从DNS服务器那里“复制”解析库；但只能进行读操作；
复制操作的实施方式：
序列号：解析库版本号，主服务器解析库变化时，其序列号递增；
刷新时间间隔：从服务器从主服务器请求同步解析的时间间隔；
重试时间间隔：从服务器请求同步失败时，再次尝试时间间隔；
过期时长：从服务器联系不到主服务器时，多久后停止服务；
“通知”机制：主服务器解析库发生变化时，会主动通知从服务器
·区域传送：
全量传送：axfr，传递整个解析库；
增量传送：ixfr，传递解析库变化的数据；
★区域（zone）和域（domain）
magedu.com域：
FQDN-->IP:正向解析库；正向区域
IP --->FQDN:反向解析库，反向区域
注意：
一般来说一个域由正向区域和反向区域组成，但并不是域就一定大于区域，如：父域的区域可能会比子域要大；
区域是物理概念，而域是逻辑概念。
★DNS是一个网络服务，因此就有对应的网络服务，因此就有对应的端口，其端口是53号，通常DNS在查询的时候是以udp这个快速的数据传输协议来查询的，但是一旦没有办法查询到完整的信息时就会再次以TCP协议来进行重新查询，因此DNS服务在启动的时候会同时开启tcp的53号端口和udp的53号端口
区域数据库文件
1)资源记录（Resource Record）简称rr
★区域解析库：由众多RR组成：
记录类型：A, AAAA, PTR, SOA, NS, CNAME, MX
SOA：(Start Of Authority)起始授权记录；一个区域解析库有且仅能有一个SOA记录，必须为解析库的第一条记录；
A：（internet Address）作用，FQDN --> IPv4；
AAAA: FQDN --> IPv6；
PTR: PoinTeR，IP --> FQDN；反解到的主机名；
NS: （Name Server）专用于标明当前区域的DNS服务器，一个区域解析库可以有多个NS记录；
CNAME：（Canonical Name）别名记录，一个主机可以有多个别名，但IP地址是一样的；
MX:Mail eXchanger，邮件交换器，有优先级，0-99，数字越小优先级越高；
★资源记录的定义格式：
语法：name [TTL] IN rr_type value
注意：
(1)TTL就是time to live，表示该记录被其他dns服务器保留到对方服务器上的缓存当中，并保持多少秒，可从全局继承；
(2)@可用于引用当前区域的名字；
(3)相邻的两条记录其name相同时，后面的可以省略；
(3) 同一个名字可以通过多条记录定义多个不同的值；此时DNS服务器会以轮询方式响应；
(4) 同一个值也可能有多个不同的定义名字；通过多个不同的名字指向同一个值进行定义；此仅表示通过多个不同的名字可以找到同一个主机而已；
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每一种资源类型的定义方式如下：
★SOA记录
name: 当前区域的名字，例如“magedu.com.”
value: 有多部分组成
(1) 当前区域的主DNS服务器的FQDN，也可以使用当前区域的名字；
(2) 当前区域管理员的邮箱地址；但地址中不能使用@符号，一般用.替换，例如linuxedu.magedu.com
(3) 主从服务协调属性的定义以及否定的答案的统一的TTL
例如：
magedu.com. 86400 IN SOA ns.magedu.com. nsadmin.magedu.com. (
2015042201 ;序列号serial
2H ;刷新时间refresh
10M ;重试时间retry
1W ;过期时间expire
1D ;否定答案的TTL值
)
★NS记录
name: 当前区域的名字
value: 当前区域的某DNS服务器的名字，例如 ns.magedu.com.；
注意：一个区域可以有多个NS记录；
例如：
magedu.com. IN NS ns1.magedu.com.
magedu.com. IN NS ns2.magedu.com.
注意：
(1) 相邻的两个资源记录的name相同时，后续的可省略
(2) 对NS记录而言，任何一个ns记录后面的服务器名字，都应该在后续有一个A记录
★MX记录name: 当前区域的名字
value: 当前区域的某邮件服务器(smtp服务器)的主机名
注意：
一个区域内，MX记录可有多个；但每个记录的value之前应该有一个数字(0-99)，表示此服务器的优先级；数字越小优先级越高
例如：
magedu.com. IN MX 10 mx1.magedu.com.
magedu.com. IN MX 20 mx2.magedu.com.
注意：
(1) 对MX记录而言，任何一个MX记录后面的服务器名字，都应该在后续有一个A记录
★A记录name: 某主机的FQDN，例如www.magedu.com.
value: 主机名对应主机的IPv4地址；
例如：
www.magedu.com. IN A 1.1.1.1
www.magedu.com. IN A 2.2.2.2
mx1.magedu.com. IN A 3.3.3.3
mx2.magedu.com. IN A 3.3.3.3
注意：
*.magedu.com. IN A 5.5.5.5
magedu.com. IN A 5.5.5.5
避免用户写错名称时给错误答案，可通过泛域名解析进行解析至某特定地址。
★AAAA记录name: FQDN
value: IPv6
★PTR记录
name: IP，
有特定格式，把IP地址反过来写 如：1.2.3.4，要写作4.3.2.1；
有特定后缀：in-addr.arpa.
如：完整写法为：4.3.2.1.in-addra.arpa.
value: FQDN
例如：
4.3.2.1.in-addr.arpa. IN PTR www.magedu.com
简写成：如1.2.3为网络地址，可省
4 IN PTR www.magedu.com.
注意：网络地址及后缀可省略；主机地址依然需要反着写
★CNAME记录name: 别名的FQDN
value: 真正名字的FQDN；
例如：
www.magedu.com. IN CNAME websrv.magedu.com.
DNS（名称解析服务）