DNS解析过程详解

深藏阁楼爱情的钟 2022-01-30 03:31 273阅读 0赞

先说一下DNS的几个基本概念：

# 一． 根域 #

就是所谓的“.”，其实我们的网址www.baidu.com在配置当中应该是www.baidu.com.（最后有一点），一般我们在浏览器里输入时会省略后面的点，而这也已经成为了习惯。

根域服务器我们知道有13台，但是这是错误的观点。

根域服务器只是具有13个IP地址，但机器数量却不是13台，因为这些IP地址借助了[任播][Link 1]的技术，所以我们可以在全球设立这些IP的镜像站点，你访问到的这个IP并不是唯一的那台主机。

具体的镜像分布可以参考[维基百科][Link 2]。这些主机的内容都是一样的

# 二． 域的划分 #

根域下来就是顶级域或者叫一级域，

有两种划分方式，一种互联网刚兴起时的按照行业性质划分的com.，net.等，一种是按国家划分的如cn.，jp.，等。

具体多少你可以自己去查，我们这里不关心。

每个域都会有域名服务器，也叫权威域名服务器。

Baidu.com就是一个顶级域名，而www.baidu.com却不是顶级域名，他是在baidu.com 这个域里的一叫做www的主机。

一级域之后还有二级域，三级域，只要我买了一个顶级域，并且我搭建了自己BIND服务器（或者其他软件搭建的）注册到互联网中，那么我就可以随意在前面多加几个域了（当然长度是有限制的）。

比如a.www.baidu.com，在这个网址中，www.baidu.com变成了一个二级域而不是一台主机，主机名是a。

# 三． 域名服务器 #

能提供域名解析的服务器，上面的记录类型可以是A(address)记录，NS记录（name server），MX（mail），CNAME等。

（详解参见博客：[域名解析中A记录、CNAME、MX记录、NS记录的区别和联系][A_CNAME_MX_NS]）

A记录是什么意思呢，就是记录一个IP地址和一个主机名字，比如我这个域名服务器所在的域test.baidu.com，我们知道这是一个二级的域名，然后我在里面有一条A记录,记录了主机为a的IP，查到了就返回给你了。

如果我现在要想baidu.com这个域名服务器查询a.test.baidu.com，那么这个顶级域名服务器就会发现你请求的这个网址在test.baidu.com这个域中，我这里记录了这个二级域的域名服务器test.baidu.com的NS的IP。我返回给你这个地址你再去查主机为a的主机把。

这些域内的域名服务器都称为权威服务器，直接提供DNS查询服务。（这些服务器可不会做递归哦）

# 四．解析过程 #

那么我们的DNS是怎么解析一个域名的呢？

1.现在我有一台计算机，通过ISP接入了互联网，那么ISP就会给我分配一个DNS服务器，**这个DNS服务器不是权威服务器**，而是相当于一个代理的dns解析服务器，他会帮你迭代权威服务器返回的应答，然后把最终查到IP返回给你。

2.现在的我计算机要向这台ISPDNS发起请求查询www.baidu.com这个域名了，

3.ISPDNS拿到请求后，先检查一下自己的缓存中有没有这个地址，有的话就直接返回。这个时候拿到的ip地址，会被标记为**非权威服务器的应答**。

4.如果缓存中没有的话，ISPDNS会从**配置文件**里面读取13个根域名服务器的地址（这些地址是不变的，直接在BIND的配置文件中），

5.然后像其中一台发起请求。

6.根服务器拿到这个请求后，知道他是com.这个顶级域名下的，所以就会返回com域中的NS记录，一般来说是13台主机名和IP。

7.然后ISPDNS向其中一台再次发起请求，com域的服务器发现你这请求是baidu.com这个域的，我一查发现了这个域的NS，那我就返回给你，你再去查。

（目前百度有4台baidu.com的顶级域名服务器）。

8.ISPDNS不厌其烦的再次向baidu.com这个域的权威服务器发起请求，baidu.com收到之后，查了下有www的这台主机，就把这个IP返回给你了，

9.然后ISPDNS拿到了之后，将其返回给了客户端，并且把这个保存在高速缓存中。

下面我们来用 nslookup 这个工具详细来说一下解析步骤：

![20130528204651483][]

从上图我们可以看到:

第一行Server是：DNS服务器的主机名--210.32.32.1

第二行Address是： 它的IP地址--210.32.32.1\#53

下面的Name是：解析的URL--    www.jsjzx.com

Address是：解析出来的IP--112.121.162.168

但是也有像百度这样的DNS比较复杂的解析:

![20130528204047818][]

你会发现百度有一个cname = www.a.shifen.com  的别名。

这是怎么一个过程呢？

我们用dig工具来跟踪一下把（linux系统自带有）

\------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dig工具会在本地计算机做迭代，然后记录查询的过程。

![20130528212458827][]

第一步是向我这台机器的ISPDNS获取到根域服务区的13个IP和主机名\[b-j\].root-servers.net.。

![20130528212617688][]

第二步是向其中的一台根域服务器（Servername就是末行小括号里面的）发送www.baidu.com的查询请求，他返回了com.顶级域的服务器IP（未显示）和名称，

![20130528212701964][]

第三步，便向com.域的一台服务器192.33.4.12请求,www.baidu.com，他返回了baidu.com域的服务器IP（未显示）和名称，百度有四台顶级域的服务器

【此处可以用dig @192.33.4.12 www.baidu.com查看返回的百度顶级域名服务器IP地址】。

![20130528212717311][]

第四步呢，向百度的顶级域服务器（202.108.22.220）请求www.baidu.com，他发现这个www有个别名，而不是一台主机，别名是www.a.shifen.com。

![20130528212730733][]

按照一般的逻辑，当dns请求到别名的时候，查询会终止，而是重新发起查询别名的请求，所以此处应该返回的是www.a.shifen.com而已。

但是为什么返回a.shifen.com的这个域的NS呢？

我们可以尝试下面的这个命令：dig +trace  shifen.com 看看有什么结果。。。。。。。。

![20130528214631880][]

你会发现第三步时shifen.com这个顶级域的域名服务器和baidu.com这个域的域名服务器是同一台主机（即：dns.baidu.com）！

当我拿到www.baidu.com的别名www.a.shifen.com的时候，我本来需要重新到com域查找shifen.com域的NS，但是因为这两个域在同一台NS上，所以直接向本机发起了，

shifen.com域发现请求的www.a.shifen.com是属于a.shifen.com这个域的，

于是就把a.shifen.com的这个NS和IP返回，让我到a.shifen.com这个域的域名服务器上查询www.a.shifen.com。

于是我便从ns X .a.shifen.com中一台拿到了一条A记录，最终的最终也便是www.baidu.com的IP地址了.【此处也可以用dig +trace www.a.shifen.com】跟踪一下

用一个图来说明一下(图中第三步的全世界只有13台是错误的)

![20130529002334213][]

以下内容为在虚拟机中搭建local dns服务器得到的实验数据，纠正上述结论

在上面的分析中，我们用dig工具进行了追踪，但是dig没有继续追踪当我们从baidu.com拿到cname和ns2.a.shifen.com的IP之后的事情。

我们就所以然的下结论认为local dns会向ns2.a.shifen.com请求www.a.shifenc.om。

其实这个想法是错误，在自己的本地搭建一个local dns，抓取整个解析过程中是所有包，看看就明白拉。

实际的结果是虽然dns.baidu.com返回了a.shifen.com域的服务器地址和IP，

但是local dns并不是直接向上述返回的IP请求www.a.shifen.com，而是再一次去请求com域，得到shifen.com域的服务器（也就是baidu.com的那四台），

然后又请求www.a.shifen.com，返回a.shifen.com的域的服务器，最后才是去请求www.a.shifen.com，

虽然上面已经返回了IP，但是实验的结果就是再走一遍shifen.com域的查询。

![20130529002428290][]

上图就是localdns在解析www.baidu.com的抓包全过程。蓝色那条就是在收到cname和响应的a.shifen.com的域名服务器IP地址之后，继续向com域请求shifen.com。

![20130529002446355][]

这个图充分说明了返回cname的同时也返回了ns2.a.shifen.com的IP。

因此总结一下便是

①本机向local dns请求www.baidu.com

②local dns向根域请求www.baidu.com，根域返回com.域的服务器IP

③向com.域请求www.baidu.com，com.域返回baidu.com域的服务器IP

④向baidu.com请求www.baidu.com，返回cname www.a.shifen.com和a.shifen.com域的服务器IP

⑤向root域请求www.a.shifen.com

⑥向com.域请求www.a.shife.com

⑦向shifen.com请求

⑧向a.shifen.com域请求

⑨拿到www.a.shifen.com的IP

⑩localdns返回本机www.baidu.com cname www.a.shifen.com 以及 www.a.shifen.com的IP

[Link 1]: https://zh.wikipedia.org/zh/%E4%BB%BB%E6%92%AD
[Link 2]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B9%E5%9F%9F%E5%90%8D%E6%9C%8D%E5%8B%99%E5%99%A8
[A_CNAME_MX_NS]: http://blog.csdn.net/jiazhanwei365/article/details/8986581
[20130528204651483]: /images/20220130/a34d4655f3d54b7b907b351c59f81a68.png
[20130528204047818]: /images/20220130/5af3fd29803c420a94dcb6fdbee5744c.png
[20130528212458827]: /images/20220130/079dbcd292b544ccaec9072eaa1b3e57.png
[20130528212617688]: /images/20220130/d31a23a2ff8e410c9a03db9e19673346.png
[20130528212701964]: /images/20220130/65dadb89afd446bf80c2b3409a04e041.png
[20130528212717311]: /images/20220130/3b6fffa7c6f54612afba22dec1025cfe.png
[20130528212730733]: /images/20220130/eca0e85f11c54b58b7b2300cb7648ba2.png
[20130528214631880]: /images/20220130/e6f5f24dea0b47e4affc4a9810b39c4f.png
[20130529002334213]: /images/20220130/9daf56637d9c4effab4087867d35311c.png
[20130529002428290]: /images/20220130/27c37aea48c7407d854c0ad9280a820d.png
[20130529002446355]: /images/20220130/a0c30a291b774a15b8233b3a62227b6e.png