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wiki/Tech/computer-network/网络协议/DNS-域名系统.html

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<html><head><title>DNS 域名系统</title><meta charSet="utf-8"/><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"/><meta property="og:title" content="DNS 域名系统"/><meta property="og:description" content="DNS 域名系统概述."/><meta property="og:image" content="https://wiki.7wate.com/static/og-image.png"/><meta property="og:width" content="1200"/><meta property="og:height" content="675"/><link rel="icon" href="../../../static/icon.png"/><meta name="description" content="DNS 域名系统概述."/><meta name="generator" content="Quartz"/><link rel="preconnect" href="https://fonts.googleapis.com"/><link rel="preconnect" href="https://fonts.gstatic.com"/><script async src="https://umami.7wate.com/script.js" data-website-id="c061efdc-95dd-4d21-9d04-a1ffda0a85b9"></script><script>
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<h3 id="定义和目的">定义和目的<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#定义和目的" class="internal"> §</a></h3>
<p>**域名系统（Domain Name System，DNS）是一个用于将域名（如 <a href="http://www.example.com%EF%BC%89%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E4%B8%BA" class="external">www.example.com）转换为</a> IP 地址的分布式数据库。**当我们在浏览器中输入一个网站的 URL 时，DNS 系统就会被调用，将 URL 中的域名转换为对应的 IP 地址，从而使用户能够访问到正确的网站。DNS 的存在使得用户无需记住复杂的 IP 地址，只需要记住易于理解和记忆的域名就可以访问互联网，大大提升了用户的使用体验。</p>
<h3 id="发展历程">发展历程<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#发展历程" class="internal"> §</a></h3>
<p>DNS 在 1980 年代由 Paul Mockapetris 发明，以解决当时互联网上主机名和 IP 地址管理的问题。原来的主机名和 IP 地址的对应关系是存储在一个叫做 HOSTS.TXT 的文件中，随着互联网的发展，这个文件变得越来越大，难以管理。</p>
<p>因此，DNS 被设计出来，以提供一种可扩展的名称解析系统。DNS 提供了一种分布式的解决方案，允许主机名和 IP 地址的对应关系在各个服务器上进行存储和管理。</p>
<h2 id="工作原理">工作原理<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#工作原理" class="internal"> §</a></h2>
<pre><code class="mermaid">graph LR
A[客户端] -->|DNS 请求| B[递归服务器]
B -->|查找缓存| C{找到结果?}
C -->|是| D[返回结果]
C -->|否| E[向根服务器查询]
E --> F[根服务器返回顶级服务器]
F --> G[向顶级服务器查询]
G --> H[顶级服务器返回权威服务器]
H --> I[向权威服务器查询]
I --> J[权威服务器返回IP]
J --> K[缓存结果并返回给客户端]
</code></pre>
<p>当客户端发出域名解析请求时，DNS 服务器会响应这个请求，提供相应的 IP 地址。具体来说，<strong>这个过程涉及到递归查询和迭代查询两个步骤。</strong></p>
<ol>
<li>用户在浏览器中输入网址。</li>
<li>客户端（你的计算机）向 DNS 递归服务器发送请求。</li>
<li>递归服务器首先在缓存中查找结果。</li>
<li>如果缓存中没有结果，递归服务器会向其他 DNS 服务器查询。</li>
<li>服务器之间进行一系列查询，最后在权威服务器上找到正确的 IP 地址。</li>
<li>权威服务器将 IP 地址返回给递归服务器。</li>
<li>递归服务器将 IP 地址缓存并返回给客户端。</li>
<li>客户端通过接收到的 IP 地址访问网站。</li>
</ol>
<h2 id="域名架构">域名架构<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#域名架构" class="internal"> §</a></h2>
<p>DNS 的域名架构是分层次的，每个级别的域名都由特定的实体管理。例如，.com 是顶级域，由全球的域名系统管理；example.com 是二级域，可能由一个组织或个人管理。每个层级的域名管理者负责维护其域名下的所有记录。</p>
<table><thead><tr><th>域名</th><th>描述</th></tr></thead><tbody><tr><td>.com</td><td>通用顶级域名，经常用于商业网站</td></tr><tr><td>.org</td><td>通用顶级域名，经常用于非营利组织</td></tr><tr><td>.net</td><td>通用顶级域名，经常用于互联网服务提供商</td></tr><tr><td>.edu</td><td>限制顶级域名，仅用于教育机构</td></tr><tr><td>.gov</td><td>限制顶级域名，仅用于美国政府</td></tr><tr><td>.mil</td><td>限制顶级域名，仅用于美国军事部门</td></tr><tr><td>.co.uk</td><td>英国的国家代码顶级域名</td></tr><tr><td>.de</td><td>德国的国家代码顶级域名</td></tr><tr><td>.ca</td><td>加拿大的国家代码顶级域名</td></tr><tr><td>.cn</td><td>中国的国家代码顶级域名</td></tr></tbody></table>
<h2 id="系统组成">系统组成<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#系统组成" class="internal"> §</a></h2>
<p>DNS 系统由多种服务器和各种类型的 DNS 记录组成。</p>
<h3 id="服务器">服务器<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#服务器" class="internal"> §</a></h3>
<ul>
<li><strong>权威服务器</strong>：存储特定域名与其关联 IP 地址的服务器。权威服务器是 DNS 查询的最终目的地。</li>
<li><strong>递归服务器</strong>：接收来自客户端的 DNS 查询，与其他服务器进行交流以解析查询。</li>
<li><strong>缓存服务器</strong>：存储 DNS 查询结果，加快解析速度，减少网络延迟。</li>
<li><strong>根服务器</strong>：全球仅有 13 组 IPv4 根服务器，它们知道所有顶级域的权威服务器的位置。</li>
</ul>
<h3 id="记录">记录<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#记录" class="internal"> §</a></h3>
<p>DNS 记录是存储在 DNS 服务器上的数据，用于定义域名的各种属性。以下是一些常见的 DNS 记录类型：</p>
<table><thead><tr><th align="left">记录类型</th><th align="left">使用目的</th></tr></thead><tbody><tr><td align="left">A</td><td align="left">将域名指向一个 IP 地址（外网地址）。</td></tr><tr><td align="left">CNAME</td><td align="left">将域名指向另一个域名，再由另一个域名提供 IP 地址（外网地址）。</td></tr><tr><td align="left">MX</td><td align="left">设置邮箱，让邮箱能收到邮件。</td></tr><tr><td align="left">NS</td><td align="left">将子域名交给其他 DNS 服务商解析。</td></tr><tr><td align="left">SPF</td><td align="left">将域名指向发送邮件的服务器，是一种以 IP 地址认证电子邮件发件人身份的技术，是非常高效的垃圾邮件解决方案。</td></tr><tr><td align="left">AAAA</td><td align="left">将域名指向一个 IPv6 地址。</td></tr><tr><td align="left">SRV</td><td align="left">用来标识某台服务器使用了某个服务，常见于微软系统的目录管理。</td></tr><tr><td align="left">TXT</td><td align="left">对域名进行标识和说明，绝大多数的 TXT 记录是用来做 SPF 记录（反垃圾邮件）。</td></tr><tr><td align="left">CAA</td><td align="left">授权指定 CA 机构为域名签发 SSL 证书，以防止 SSL 证书错误签发。</td></tr><tr><td align="left">HTTPS</td><td align="left">将域名指向另一个域名指定值，再由另一个域名提供 IP 地址，就需要添加 HTTPS 记录。</td></tr><tr><td align="left">SVCB</td><td align="left">新型服务绑定记录类型，允许服务指向多个客户端，并关联自定义参数值。</td></tr><tr><td align="left">隐、显性 URL</td><td align="left">将一个域名指向另外一个已经存在的站点。</td></tr></tbody></table>
<h2 id="安全">安全<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#安全" class="internal"> §</a></h2>
<h3 id="威胁">威胁<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#威胁" class="internal"> §</a></h3>
<ul>
<li><strong>欺骗和缓存污染</strong>：攻击者可能会伪造 DNS 响应，导致用户被重定向到恶意网站。如果递归服务器收到一个伪造的 DNS 响应并将其缓存，就会导致缓存污染，影响到所有使用这个递归服务器的用户。</li>
<li><strong>针对基础设施的 DDoS 攻击</strong>：通过发送大量的查询请求，可以使 DNS 服务器瘫痪，影响用户访问互联网的能力。</li>
</ul>
<h3 id="措施">措施<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#措施" class="internal"> §</a></h3>
<ul>
<li><strong>DNSSEC（域名系统安全扩展）</strong>：这是一种通过在 DNS 查询结果中添加数字签名的技术，可以保证 DNS 查询结果的真实性和完整性，防止 DNS 欺骗和缓存污染。</li>
<li><strong>过滤和黑名单</strong>：通过设置过滤规则和黑名单，可以阻止恶意网站的 DNS 查询，保护用户免受恶意网站的攻击。</li>
</ul>
<h2 id="管理">管理<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#管理" class="internal"> §</a></h2>
<p>配置和管理 DNS 服务器也是一个重要的工作。有很多种类型的 DNS 服务器软件可以选择，例如 BIND、Microsoft DNS、PowerDNS 等。不同的软件有不同的特点和优点，需要根据实际需要来选择。DNS 服务器可以通过命令行界面或基于 Web 的界面进行管理。命令行界面更灵活，但需要一定的技术知识；基于 Web 的界面更易于使用，但可能没有命令行界面那么强大。</p>
<p>在管理 DNS 服务器时，保护服务器安全是非常重要的。定期更新软件，严格限制访问权限，可以有效地防止攻击。特别是在面对 DDoS 攻击时，限制查询的频率和数量是一种有效的防御手段。此外，实时监控 DNS 服务器的状态，可以及时发现和解决问题。使用一些专门的监控和故障排除工具，可以大大提高工作效率。</p>
<h2 id="扩展">扩展<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#扩展" class="internal"> §</a></h2>
<ul>
<li><strong>DoH（DNS over HTTPS）和 DoT（DNS over TLS）</strong>：这两种新技术可以实现 DNS 查询的加密传输，从而提高用户的隐私保护。DoH 和 DoT 都可以防止 DNS 查询被窃听或篡改，保护用户的互联网使用安全。</li>
<li><strong>国际化域名（IDNs）</strong>：国际化域名是一种新的域名类型，允许使用非拉丁字符的域名，如中文、阿拉伯文等。这大大扩展了域名的使用范围，使得更多的人可以方便地使用互联网。</li>
<li><strong>基于 DNS 的服务发现（DNS-SD）</strong>：DNS-SD 是一种使用 DNS 协议在网络上自动发现可用服务的技术。例如，打印机、文件共享、网络摄像头等设备和服务，可以通过 DNS-SD 自动地在网络上宣告其存在，用户可以方便地发现和使用这些服务。</li>
</ul>
<h2 id="结论">结论<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#结论" class="internal"> §</a></h2>
<p>**DNS 是互联网的基础设施之一，它将用户可以理解和记忆的域名转换为计算机可以理解的 IP 地址。**这个过程涉及到多个不同类型的服务器和记录，每一个部分都在整个解析过程中扮演着重要的角色。在 DNS 查询过程中，客户端发出请求，递归服务器处理这个请求，并从权威服务器获取响应，然后将响应返回给客户端。为了提高效率，这些查询结果会被缓存在各个层级的服务器上。</p>
<p>尽管 DNS 已经有了几十年的历史，但它仍在不断发展和创新。新的技术如 DoH 和 DoT，使得 DNS 查询可以在加密的通道中传输，提高了用户的隐私保护。国际化域名则使得更多的人可以方便地使用互联网。同时，DNS 也面临着一些挑战，如安全威胁、管理复杂性等，这需要我们不断地学习和改进，以保护互联网的安全和稳定。</p></article></div><div class="right sidebar"><div class="graph "><h3>Graph View</h3><div class="graph-outer"><div id="graph-container" data-cfg="{&quot;drag&quot;:true,&quot;zoom&quot;:true,&quot;depth&quot;:1,&quot;scale&quot;:1.1,&quot;repelForce&quot;:0.5,&quot;centerForce&quot;:0.3,&quot;linkDistance&quot;:30,&quot;fontSize&quot;:0.6,&quot;opacityScale&quot;:1,&quot;showTags&quot;:true,&quot;removeTags&quot;:[]}"></div><svg version="1.1" id="global-graph-icon" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlnsXlink="http://www.w3.org/1999/xlink" x="0px" y="0px" viewBox="0 0 55 55" fill="currentColor" xmlSpace="preserve"><path d="M49,0c-3.309,0-6,2.691-6,6c0,1.035,0.263,2.009,0.726,2.86l-9.829,9.829C32.542,17.634,30.846,17,29,17
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function toggleCallout() {
const outerBlock = this.parentElement;
outerBlock.classList.toggle(`is-collapsed`);
const collapsed = outerBlock.classList.contains(`is-collapsed`);
const height = collapsed ? this.scrollHeight : outerBlock.scrollHeight;
outerBlock.style.maxHeight = height + `px`;
let current = outerBlock;
let parent = outerBlock.parentElement;
while (parent) {
if (!parent.classList.contains(`callout`)) {
return;
}
const collapsed2 = parent.classList.contains(`is-collapsed`);
const height2 = collapsed2 ? parent.scrollHeight : parent.scrollHeight + current.scrollHeight;
parent.style.maxHeight = height2 + `px`;
current = parent;
parent = parent.parentElement;
}
}
function setupCallout() {
const collapsible = document.getElementsByClassName(
`callout is-collapsible`
);
for (const div of collapsible) {
const title = div.firstElementChild;
if (title) {
title.removeEventListener(`click`, toggleCallout);
title.addEventListener(`click`, toggleCallout);
const collapsed = div.classList.contains(`is-collapsed`);
const height = collapsed ? title.scrollHeight : div.scrollHeight;
div.style.maxHeight = height + `px`;
}
}
}
document.addEventListener(`nav`, setupCallout);
window.addEventListener(`resize`, setupCallout);
</script><script type="module">
import mermaid from 'https://cdn.jsdelivr.net/npm/mermaid/dist/mermaid.esm.min.mjs';
const darkMode = document.documentElement.getAttribute('saved-theme') === 'dark'
mermaid.initialize({
startOnLoad: false,
securityLevel: 'loose',
theme: darkMode ? 'dark' : 'default'
});
document.addEventListener('nav', async () => {
await mermaid.run({
querySelector: '.mermaid'
})
});
</script><script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/katex@0.16.7/dist/contrib/copy-tex.min.js" type="application/javascript"></script><script src="../../../postscript.js" type="module"></script></html>
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