DNS域名系统

1.DNS域名

为什么会有域名系统呢?
那是因为我们人类对数字的记忆不是那么好,比如说我们访问淘宝或者百度等网站,不需要我们一个个记住他们的IP地址,只需要我们记住名字就可以了,我们记住名字还是比较容易哒。
但是计算机只认识二进制,这就需要我们把名称和IP一一对应起来,这就是域名系统DNS。当然我们计算机自带的/etc/hosts也可以解析名称,用法是“IP地址 主机别名一 主机别名二”,
但是它不能自动更新,随着计算机的日益增多,就出现了DNS。

 . (最上方的是小数点)根域
 一级域名:Top Level Domain: TLD
com, edu, mil, gov, net, org, int,arpa
三类:组织域、国家域(.cn, .ca, .hk, .tw)、反向域
 二级域名
 三级域名
 最多127级域名


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DNS域名结构
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2.DNS查询

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我按照鸟哥的例子画了一个DNS系统查询主机名解析的流程
当你在浏览器中输入http://www.zzu.edu.cn,计算机会依据相关设置就会向DNS Server询问

1)收到用户的查询要求,先看本地有没有记录,若无则向.(root)查询

DNS是阶层式的架构,每台主机都会管理自己辖下的主机名解析,因为DNS Server没有权利管理郑州大学教育网,就无法直接回报给客户端,所以直接向根.(root)服务器查询相关IP信息

2)向最顶层.(root)查询

DNS Server会主动向.(root)查询,但是.(root)只记录了与.cn相关的信息,所以.(root)会告知“我不知道这部主机的IP,不过你应该去向.cn查询”

3)向第二层.cn服务器查询

DNS Server又向.cn查询,但是.cn告诉他“你要去管理.edu.cn这个区域的主机查询,我这里有他的IP”

4)向第三层.edu.cn查询

DNS Server接着又到.edu.cn这个服务器查询,这里只知道.zzu.edu.cn这个服务器的IP

5)向第四层.zzu.edu.cn服务期查询

.zzu.edu.cn告诉你www.zzu.edu.cn这个服务器的IP

6)记录缓存并回报用户

查到正确的IP后,DNS server会先在自己的缓存中把结果先记录一份,一边方便响应下一次的相同要求。

这样分层的好处是什么呢?
(1)主机名修改仅需更改自己的DNS即可,不需通知其他人
(2)每次查询的结果都会存储在DNS服务器的高速缓存中,以便下次有相同需求的解析时,能够快速响应。如果查询
结果被缓存了,原始的DNS主机名与IP对应却修改了,此时若有人在查询,系统可能会回报旧的IP。所以DNS服务器
对主机名解析结果的缓存有时间性。
(3)可持续向下授权
(4)每个上级域都记录了下级域的IP
(5)下级域需要上级域的授权
●DNS解析

一次完整的查询请求经过的流程:
Client -->hosts文件 -->DNS Service Local Cache
--> DNS Server (recursion) --> Server Cache -->
iteration(迭代) --> 根--> 顶级域名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:
非权威答案:

3.DNS一些专业术语

●名称服务器:域内负责解析本域内的名称的主机
●根服务器:世界上一共13组服务器
●递归查询:服务器与服务器之间的查询
●迭代查询:主机和服务器之间的查询
●完整主机名:FQDN(Fully Qualified Domain Name)

正向:FQDN --> IP
反向: IP --> FQDN
正向解析和反向解析不是一个树
比如说我们有些同学同名同姓,我们怎么区分他们呢?比如说一年级张伟,二年级张伟,如果两个人同年级,都是二年级,就说一班张伟,二班张伟,以此类推,我们经常看到主机名都是www的网站,eg:www.google.com,www.zzu.edu.cn,我们怎么知道这些www名称主机在哪里呢?所以就需要区区域名了

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注意:并不是以小点(.)区分domain与hostname

4.DNS使用的port number 53

通常DNS是以UDP这个较快速的数据传输协议来查询的,但是万一没有办法查询到完整的信息时,就会再次以TCP这个协议来重新查询,所以启动DNS服务室,会同时启动TCP及UDP的53端口。


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5.DNS所需要的软件(服务器端)

我们现在用的一般是BIND包
yum -y install bind
/etc/named.conf <======主配置文件
注释数据是放置在“//”后面接的数据
每个段落之后都需要以“;”来作为结尾
因为BIDN是伯克利大学来发出来的,所以叫这个名字,但是它的服务是named
以下是几个重要的配置:

options {
        listen-on port 53 { 127.0.0.1; }; <======监听在这台主机系统上面的哪个网络接口。一个服务器会有多个网络网卡,多个IP。比如说我的机器有一个eth0和eth1,我可以只开放eth0上面某一个IP去监听DNS服务,any表示所有,这里的localhost和any没有太大差别。
        directory       "/var/named"; <======数据库默认放置位置
        dump-file       "/var/named/data/cache_dump.db";<======一些统计信息
        statistics-file "/var/named/data/named_stats.txt";
        memstatistics-file "/var/named/data/named_mem_stats.txt";
        allow-query     { any; }; <======这是针对客户端的设置,表示谁可以对我的DNS提出查询请求,any表示所有,也可以添加网段,eg:172.16.0.0/16或者单独的IP
        recursion yes; <======是否允许递归查询
               ...
zone "." IN { <======记录记录根的Zone
        type hint;
        file "named.ca";
};
include "/etc/named.rfc1912.zones"; <======包含其他区域数据库,单独的域文件,添加自己的域最好在这个文件里
include "/etc/named.root.key";
};

6.资源记录:Resource Record, RR

区域解析库:由众多RR组成:
记录类型:A, AAAA, PTR, SOA, NS, CNAME, MX
语法:name [TTL] IN rr_type rr_value

● 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,必须位于解析库的第一条记录

 注意:
(1) TTL可从全局继承
(2) @可用于引用当前区域的名字
(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名字可以找到同一个主机
 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要写成linuxedu.mage.com
(3) 主从服务区域传输相关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
2H ;刷新时间
10M ;重试时间
1W ;过期时间
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

eg:
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
 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

eg:
magedu.com. IN MX 10 mx1.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IP地址

eg:
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 4.4.4.4
$GENERATE 1-254 HOST$ A 1.2.3.$
*.magedu.com. IN A 5.5.5.5
magedu.com. IN A 6.6.6.6
 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:

name: FQDN
value: IPv6

● PTR:

name: IP,有特定格式,把IP地址反过来写,1.2.3.4,要写
作4.3.2.1;而有特定后缀:in-addr.arpa.,所以完整写法为
:4.3.2.1.in-addr.arpa.
value: FQDN
 例如:
4.3.2.1.in-addr.arpa. IN PTR www.magedu.com.
如1.2.3为网络地址,可简写成:
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:

别名记录
name: 别名的FQDN
value: 真正名字的FQDN
 例如:
www.magedu.com. IN CNAME websrv.magedu.com.

7.子域

子域授权:每个域的名称服务器,都是通过其上级名称服务器在解析库进行授权
 类似根域授权tld:

.com. IN NS ns1.com.
.com. IN NS ns2.com.
ns1.com. IN A 2.2.2.1
ns2.com. IN A 2.2.2.2

 magedu.com. 在.com的名称服务器上,解析库中添加资源记录

magedu.com. IN NS ns1.magedu.com.
magedu.com. IN NS ns2.magedu.com.
magedu.com. IN NS ns3.magedu.com.
ns1.magedu.com. IN A 3.3.3.1
ns2.magedu.com. IN A 3.3.3.2
ns3.magedu.com. IN A 3.3.3.3

8. DNS服务器的类型:

主DNS服务器
从DNS服务器
缓存DNS服务器(转发器)

●主DNS服务器:管理和维护所负责解析的域内解析库的服务器
●从DNS服务器:从主服务器或从服务器“复制”(区域传输)解析

库副本(主要是序列号)

SOA
序列号:解析库版本号,主服务器解析库变化时,其序列递增
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

区域传输
 区域传输:
完全传输:传送整个解析库
增量传输:传递解析库变化的那部分内容

8.BIND安装

(1)BIND的安装配置:

dns服务程序包:bind,unbound
程序名:named,unbound
程序包:yum list all bind*

bind:服务器
bind-libs:相关库
bind-utils:客户端
bind-chroot: /var/named/chroot/
(2)bind服务器
 服务脚本和名称:/etc/rc.d/init.d/named
/usr/lib/systemd/system/named.service
 主配置文件:/etc/named.conf,                              
            /etc/named.rfc1912.zones,
           /etc/rndc.key
 解析库文件:/var/named/ZONE_NAME.ZONE
 注意:
(1) 一台物理服务器可同时为多个区域提供解析
(2) 必须要有根区域文件;named.ca
(3) 应该有两个(如果包括ipv6的,应该更多)实现localhost和本地回环地址的解析库
 rndc: remote name domain controller,
默认与bind安装在同一主机,且只能通过127.0.0.1连接named进程
提供辅助性的管理功能;953/tcp
(3)配置文件部分含义

 主配置文件:
全局配置:options {};
日志子系统配置:logging {};
区域定义:本机能够为哪些zone进行解析,就要定义哪些zone

zone "ZONE_NAME" IN {};

 注意:任何服务程序如果期望其能够通过网络被其它主机访问,至少应该监听在一个能与外部主机通信的IP地址上
 缓存名称服务器的配置:
监听外部地址即可
dnssec: 建议关闭dnssec,设为no

(4)配置主DNS服务器

 主DNS名称服务器:
(1) 在主配置文件中定义区域
zone "ZONE_NAME" IN {
type {master|slave|hint|forward};
file "ZONE_NAME.zone";
};
(2) 定义区域解析库文件
出现的内容
宏定义
资源记录

(5)配置文件语法检查:

 主配置文件语法检查:
named-checkconf
 解析库文件语法检查:
named-checkzone "magedu.com" /var/named/magedu.com.zone
rndc status|reload ;service named reload

(6)主区域示例
$TTL 86400
$ORIGIN magedu.com.
@ IN SOA ns1.magedu.com. admin.magedu.com (
2015042201
1H
5M
7D
1D )
IN NS ns1
IN NS ns2
IN MX 10 mx1
IN MX 20 mx2
ns1 IN A 172.16.100.11
ns2 IN A 172.16.100.12
mx1 IN A 172.16.100.13
mx2 IN A 172.16.100.14
websrv IN A 172.16.100.11
websrv IN A 172.16.100.12
www IN CNAME websr

9.测试命令dig

dig [-t type] name [@SERVER] [query options]
dig只用于测试dns系统,不会查询hosts文件进行解析
 查询选项:

+[no]trace:跟踪解析过程 : dig +trace magedu.com
+[no]recurse:进行递归解析

测试反向解析:
dig -x IP = dig –t ptr reverseip.in-addr.arpa
模拟区域传送:

dig -t axfr ZONE_NAME @SERVER
dig -t axfr magedu.com @10.10.10.11
dig –t axfr 100.1.10.in-addr.arpa @172.16.1.1
dig -t NS . @114.114.114.114
dig -t NS . @a.root-servers.net

10.测试命令host

 host [-t type] name [SERVER]
host –t NS magedu.com 172.16.0.1
host –t soa magedu.com
host –t mx magedu.com
host –t axfr magedu.com
host 1.2.3.4

11.nslookup命令:

nslookup [-option] [name | -] [server]

• 交互式模式:
nslookup>
server IP: 指明使用哪个DNS server进行查询
set q=RR_TYPE: 指明查询的资源记录类型
NAME: 要查询的名称

12.反向区域

区域名称:网络地址反写.in-addr.arpa.
172.16.100. --> 100.16.172.in-addr.arpa.

(1) 定义区域

zone "ZONE_NAME" IN {
type {master|slave|forward};
file "网络地址.zone"
};

(2) 定义区域解析库文件

注意:不需要MX,以PTR记录为主

反向区域示例
$TTL 86400
$ORIGIN 100.16.172.in-addr.arpa.
@ IN SOA ns1.magedu.com. admin.magedu.com. (
2015042201
1H
5M
7D
1D )
IN NS ns1.magedu.com.
IN NS ns2.magedu.com.
11 IN PTR ns1.magedu.com.
11 IN PTR www.magedu.com.
12 IN PTR mx1.magedu.com.
12 IN PTR www.magedu.com.
13 IN PTR mx2.magedu.com.

13.允许动态更新

 指定的zone语句块中:Allow-update {any;};
 chmod 770 /var/named
 setsebool -P named_write_master_zones on

 nsupdate
• >server 127.0.0.1
• >zone magedu.com
• >update add ftp.magedu.com 88888 IN A 8.8.8.8
• >send
• >update delete www.magedu.com A
• >send

 测试:dig ftp.magedu.com @127.0.0.1
ll /var/named/magedu.com.zone.jnl
cat /var/named/magedu.com.zone

14.从服务器

1、应该为一台独立的名称服务器
2、主服务器的区域解析库文件中必须有一条NS记录指向从服务器
3、从服务器只需要定义区域,而无须提供解析库文件;解析库文件应该放置于/var/named/slaves/目录中
4、主服务器得允许从服务器作区域传送
5、主从服务器时间应该同步,可通过ntp进行;
6、bind程序的版本应该保持一致;否则,应该从高,主低

定义从区域的方法:

zone "ZONE_NAME" IN {
type slave;
masters { MASTER_IP; };
file "slaves/ZONE_NAME.zone";
};

15.rndc命令

 rndc:
rndc --> rndc (953/tcp)
rndc COMMAND
 COMMAND:

reload: 重载主配置文件和区域解析库文件
reload zonename: 重载区域解析库文件
retransfer zonename: 手动启动区域传送,而不管序列号是否增加
notify zonename: 重新对区域传送发通知
reconfig: 重载主配置文件
querylog: 开启或关闭查询日志文件/var/log/message
trace: 递增debug一个级别
trace LEVEL: 指定使用的级别
notrace:将调试级别设置为 0
flush:清空DNS服务器的所有缓存记录

16.子域

子域授权:分布式数据库
正向解析区域子域方法

 定义一个子区域:
ops.magedu.com. IN NS ns1.ops.magedu.com.
ops.magedu.com. IN NS ns2.ops.magedu.com.
ns1.ops.magedu.com. IN A 1.1.1.1
ns2.ops.magedu.com. IN A 1.1.1.2
fin.magedu.com. IN NS ns1.fin.magedu.com.
fin.magedu.com. IN NS ns2.fin.magedu.com.
ns1.fin.magedu.com. IN A 3.1.1.1
ns2.fin.magedu.com. IN A 3.1.1.2

 注意:关闭dnssec功能:
dnssec-enable no;
dnssec-validation no;

17.转发服务器

注意:被转发的服务器需要能够为请求者做递归,否则转发请求不予进行

(1) 全局转发: 对非本机所负责解析区域的请求,全转发给指定的服务器
Options {
forward first|only;
forwarders { ip;};
};
(2) 特定区域转发:仅转发对特定的区域的请求,比全局转发优先级高
zone "ZONE_NAME" IN {
type forward;
forward first|only;
forwarders { ip;};
};

注意:关闭dnssec功能:
dnssec-enable no;
dnssec-validation no;

18.bind中ACL

 bind中基础的安全相关的配置:
acl: 把一个或多个地址归并为一个集合,并通过一个统一的名称调用
格式:

acl acl_name {
ip;
net/prelen;
……
};
 示例:
acl mynet {
172.16.0.0/16;
10.10.10.10;
};

 bind有四个内置的acl:

none: 没有一个主机
any: 任意主机
localhost: 本机
localnet: 本机的IP同掩码运算后得到的网络地址

 注意:只能先定义,后使用;因此一般定义在配置文件中,处于options的前面
访问控制
 访问控制的指令:
allow-query {}: 允许查询的主机;白名单
allow-transfer {}:允许区域传送的主机;白名单
allow-recursion {}: 允许递归的主机,建议全局使用
allow-update {}: 允许更新区域数据库中的内容

19.智能DNS

如果想要特定的DNS解析,可以采用View,这既是智能DNS

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bind view
 view:视图,一个bind服务器可定义多个view,每个view中可 定义一个或多个zone
 每个view用来匹配一组客户端
 多个view内可能需要对同一个区域进行解析,但使用不同的 区域解析库文件
 格式:

view VIEW_NAME {
match-clients { testacl; };
zone “magedu.com” {
type master;
file “magedu.com.zone”; };
include “/etc/named.rfc1912.zones”;
};

 注意:

(1) 一旦启用了view,所有的zone都只能定义在view中
(2) 仅在允许递归请求的客户端所在view中定义根区域
(3) 客户端请求到达时,是自上而下检查每个view所服务
的客户端列表

 CDN: Content Delivery Network
服务商:蓝汛,网宿,帝联等
 智能DNS:
dnspod
dns.la

20.编译安装bind

(1)下载bind-9.11.0a3.tar.gz我这里用的版本
(2)编译安装bind
tar xvf bind-9.11.0a3.tar.gz
cd bind-9.11.0a3/
groupadd -r -g 53 named
useradd -r -u 53 -g 53 named
./configure --prefix=/usr/local/bind9
--sysconfdir=/etc/named/ --without-openssl
--disable-ipv6 --disable-chroot --enable-threads
make
make install
(3)改变环境变量:

• vim /etc/profile.d/named.sh
export PATH=/usr/local/bind9/bin:/usr/local/bind9/sbin/:$PATH

(4)库和头文件

• vim /etc/ld.so.conf.d/named.conf
/usr/local/bind9/lib
• ldconfig –v
• ls -sv /usr/local/bind9/include /usr/include/named

(5)加入man帮助

• vim /etc/man.config | /etc/man_db.conf
MANPATH /usr/local/bind9/share/man
• man named.conf

(6) vim /etc/named/named.conf
options {
directory "/var/named/"
};
zone "." IN {
type hint;
file "named.ca";
};
zone "localhost" IN {
type master;
file “named.localhost";
allow
-update {none;};
};
zone “1.0.0.127.in
-addr.arpa" IN {
type master;
file "named.loopback";
allow
-update {none;};
};
(7)区域数据库

• mkdir /var/named
• named-checkconf
• dig +norec @a.root-servers.net > /var/named/named.ca
• vim /var/named/named.localhost

$TTL 1d
@ IN SOA localhost. admin.localhost. (
2016061801
1h
5m
7d
1d)
IN NS localhost.
localhost. IN A 127.0.0.1 
(8) vim /var/named/named.loopback
$TTL 1d
@ IN SOA localhost. admin.localhost. (
2016061801
1h
5m
7d
1d)
NS @
A 127.0.0.1
PTR localhost.
(9)设置权限

• chmod 640 /var/named/*
• chmod 640 /etc/named/named.conf
• chgrp -R named /var/named/
• chgrp named /etc/named/named.conf

(10)启动服务和测试

• man named
• named -u named -f -g -d 3 前端级别3方式运行
• named -u named 后台运行
• killall named
• ss -tuln
• tail /var/log/message
• named -u named

(11)支持rndc

• rndc reload 观察错误提示
• rndc-confgen -r /dev/urandom > /etc/named/rndc.conf 生成key
• tail /etc/named/rndc.conf >> /etc/named/named.conf
• killall -SIGHUP named
• rndc status

(12)压力测试

 /root/bind-xxx/contrib/scripts
 编译压力测试工具
• cd /root/bind-xxx/contrib/queryperf
• ./configure
• make
• cp queryperf /usr/local/bind9/bin
• queryperf -h
• vim test.txt

www.magedu.com A
magedu.com NS
magedu.com MX
pop3.magedu.com A
web.magedu.com A

• queryperf -d test.txt -s 127.0.0.1

(13)打开日志功能

• rndc querylog
• rndc status
• queryperf -d test.txt -s 127.0.0.1
• wc -l /var/log/message 5151
 #dig A example.com

21.DNS排错

(1)可使用dig +trace排错,可能是网络和防火墙导致
• ; <<>> DiG 9.9.4-RedHat-9.9.4-14.el7 <<>> A example.com
• ;; global options: +cmd
• ;; Got answer:
• ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id:
30523
• ...
• SERVFAIL:The nameserver encountered a problem while
processing the query.
(2)NXDOMAIN:The queried name does not exist in the zone.

可能是CNAME对应的A记录不存在导致

(3)REFUSED:The nameserver refused the client's DNS request due to policy restrictions.

可能是DNS策略导致

(4)NOERROR不代表没有问题,也可以是过时的记录
(5)查看是否为权威记录,flags:aa标记判断
(6)被删除的记录仍能返回结果,可能是因为*记录存在

• 如:*.example.com. IN A 172.25.254.254
• 注意“.”的使用

(7)避免CNAME指向CNAME记录,可能产生回环

test.example.com. IN CNAME lab.example.com.
lab.example.com. IN CNAME test.example.com.

(8)正确配置PTR记录,许多服务依赖PTR,如sshd,MTA
(9)正确配置轮询round-robin记录

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