浅尝 DNS

背景

目前的流行网络协议是 TCP/IP 协议,其中的 IP 为第四版的 IPv4。这个IPv4的字长32位,为了方便人脑记忆已经转成四组十进制的数字了。例如 172.18.16.20 这样的格式。当我们利用Internet传输资料的时候,需要用到这个IP,否则资料封包怎么知道要被送到哪里去?然而对于IP的这种数字的玩意儿,记忆力实在是不怎么样。但是要上Internet一定需要IP,怎么办?
为了解决这个问题,早期的做法是利用某些特定的档案将主机名称与IP做一个对应,如此一来,我们就可以通过主机名称来取得该主机的IP了。人脑对于名字的记忆力可就好多了,那就是 /etc/hosts 这个档案的用途了。
可惜的是,这个方法还是有缺憾。那就是主机名称与IP的对应修改无法实时同步所有主机,所以用户端电脑每次都要重新下载一次档案才能顺利联网。随着电脑普及数量增多,这个问题日益严重。
为了解决这个问题,伯克莱大学发展处一套阶层式管理主机名称对应IP的系统,我们称它为 Berkeley Internet Name Domain,BIND。也就是目前全世界使用广泛的域名系统(Domain Name System,DNS)。


什么是DNS ?

Domain Name System.


为什么会有DNS ?

IP 难记,域名好记。


工作原理

当你在浏览器网址框输入 http://www.ksu.edu.tw 时,先去查询本地的 /etc/hosts 这个档案,未找到对应IP就会依据相关设定(在Linux下就是利用 /etc/resolv.conf 这个档案)所提供的 DNS 的 IP 去进行连线查询了。这个服务器(A表示)就会这样工作:

  1. 收到用户的查询请求,先查看本身有没有记录,无则向 . 查询
    由于DNS是阶层式架构,每部主机只负责管理自己下一级主机。

  2. 向最顶层的 .(root)服务器 查询
    A 会主动向 .(root)服务器 询问 http://www.ksu.edu.tw 在哪里呢?但是 .服务器 只记录了 .tw 的资讯(因为台湾只有.tw向.注册而已)。此时会告知:“我不知 这部主机的ip啦,你应该去问 .tw服务器,我这里不管!我跟你说.tw在哪里吧”

  3. 向第二层的 .tw服务器 查询
    A 接着向.tw询问 http://www.ksu.edu.tw 在哪里呢?而.tw管理的又仅有 .edu.tw.com.tw.gov.tw ... 这几部主机,经过查询比较找到了.edu.tw的网域。所以这时候.tw又告诉A说:“你要去管理.edu.tw这个网域的主机那里去查询,我有它的IP!”。

  4. 向第三层的 .edu.tw服务器 查询
    同理可证,.edu.tw又告诉A应该要去.ksu.edu.tw进行查询,这里只能告知.ksu.edu.tw的IP而已。

  5. 向第四层的 .ksu.edu.tw服务器 查询
    等A找到.ksu.edu.tw之后,BINGO!.ksu.edu.tw说:“没错,这部主机就是我管理的,我给你说它的IP吧”。所以,A就能够查到 www.ksu.edu.tw的IP喽。

  6. 缓存查询结果并返回
    记录了正确的IP后,A的DNS机器不会在下次有人查询http://www.ksu.edu.tw 的时候再走一次查询流程。它会很聪明的先把查询结果缓存,以方便回应下一次的相同要求。最后将结果回报给client端。当然,那个缓存的查询结果是时间性的,当过了DNS 设定的时间(通常是24小时),那缓存就会被释放。

可用 dig +trace http://www.ksu.edu.tw 来追踪查询细节。
在Mac上如何清理DNS cache ?




参考:DNS服务器

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