DNS 是網際網路核心協議之一。不管是上網瀏覽，還是程式設計開發，都需要了解一點它的知識。
本文詳細介紹DNS的原理，以及如何運用工具軟體觀察它的運作。我的目標是，讀完此文後，你就能完全理解DNS。
一、DNS 是什麼？
DNS （Domain Name System 的縮寫）的作用非常簡單，就是根據域名查出IP地址。你可以把它想象成一本巨大的電話本。
二、查詢過程
雖然只需要返回一個IP地址，但是DNS的查詢過程非常複雜，分成多個步驟。
工具軟體dig可以顯示整個查詢過程。
上面的命令會輸出六段資訊。
第一段是查詢引數和統計。
第二段是查詢內容。
第三段是DNS伺服器的答覆。
第四段顯示stackexchange。com的NS記錄（Name Server的縮寫），即哪些伺服器負責管理stackexchange。com的DNS記錄。
第五段是上面四個域名伺服器的IP地址，這是隨著前一段一起返回的。
第六段是DNS伺服器的一些傳輸資訊。
上面結果顯示，本機的DNS伺服器是192。168。1。253，查詢埠是53（DNS伺服器的預設埠），以及迴應長度是305位元組。
如果不想看到這麼多內容，可以使用+short引數。
三、DNS伺服器
首先，本機一定要知道DNS伺服器的IP地址，否則上不了網。透過DNS伺服器，才能知道某個域名的IP地址到底是什麼。
DNS伺服器的IP地址，有可能是動態的，每次上網時由閘道器分配，這叫做DHCP機制；也有可能是事先指定的固定地址。Linux系統裡面，DNS伺服器的IP地址儲存在/etc/resolv。conf檔案。
上例的DNS伺服器是192。168。1。253，這是一個內網地址。有一些公網的DNS伺服器，也可以使用，其中最有名的就是Google的8。8。8。8和Level 3的4。2。2。2。
本機只向自己的DNS伺服器查詢，dig命令有一個@引數，顯示向其他DNS伺服器查詢的結果。
上面命令指定向DNS伺服器4。2。2。2查詢。
四、域名的層級
DNS伺服器怎麼會知道每個域名的IP地址呢？答案是分級查詢。
請仔細看前面的例子，每個域名的尾部都多了一個點。
總結一下，域名的層級結構如下。
五、根域名伺服器
DNS伺服器根據域名的層級，進行分級查詢。
需要明確的是，每一級域名都有自己的NS記錄，NS記錄指向該級域名的域名伺服器。這些伺服器知道下一級域名的各種記錄。
所謂”分級查詢”，就是從根域名開始，依次查詢每一級域名的NS記錄，直到查到最終的IP地址，過程大致如下。
從”根域名伺服器”查到”頂級域名伺服器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
從”頂級域名伺服器”查到”次級域名伺服器”的NS記錄和A記錄（IP地址）
從”次級域名伺服器”查出”主機名”的IP地址
仔細看上面的過程，你可能發現了，沒有提到DNS伺服器怎麼知道”根域名伺服器”的IP地址。回答是”根域名伺服器”的NS記錄和IP地址一般是不會變化的，所以內建在DNS伺服器裡面。
下面是內建的根域名伺服器IP地址的一個例子。
上面列表中，列出了根域名（。root）的三條NS記錄A。ROOT-SERVERS。NET、B。ROOT-SERVERS。NET和C。ROOT-SERVERS。NET，以及它們的IP地址（即A記錄）198。41。0。4、192。228。79。201、192。33。4。12。
另外，可以看到所有記錄的TTL值是3600000秒，相當於1000小時。也就是說，每1000小時才查詢一次根域名伺服器的列表。
目前，世界上一共有十三組根域名伺服器，從A。ROOT-SERVERS。NET一直到M。ROOT-SERVERS。NET。
六、分級查詢的例項
dig命令的+trace引數可以顯示DNS的整個分級查詢過程。
上面命令的第一段列出根域名。的所有NS記錄，即所有根域名伺服器。
接著是第二段。
上面結果顯示。com域名的13條NS記錄，同時返回的還有每一條記錄對應的IP地址。
上面結果顯示stackexchange。com有四條NS記錄，同時返回的還有每一條NS記錄對應的IP地址。
七、NS 記錄的查詢
dig命令可以單獨檢視每一級域名的NS記錄。
+short引數可以顯示簡化的結果。
八、DNS的記錄型別
域名與IP之間的對應關係，稱為”記錄”（record）。根據使用場景，”記錄”可以分成不同的型別（type），前面已經看到了有A記錄和NS記錄。
常見的DNS記錄型別如下。
（1） A：地址記錄（Address），返回域名指向的IP地址。
（2） NS：域名伺服器記錄（Name Server），返回儲存下一級域名資訊的伺服器地址。該記錄只能設定為域名，不能設定為IP地址。
（3）MX：郵件記錄（Mail eXchange），返回接收電子郵件的伺服器地址。
（4）CNAME：規範名稱記錄（Canonical Name），返回另一個域名，即當前查詢的域名是另一個域名的跳轉，詳見下文。
（5）PTR：逆向查詢記錄（Pointer Record），只用於從IP地址查詢域名，詳見下文。
一般來說，為了服務的安全可靠，至少應該有兩條NS記錄，而A記錄和MX記錄也可以有多條，這樣就提供了服務的冗餘性，防止出現單點失敗。
由於CNAME記錄就是一個替換，所以域名一旦設定CNAME記錄以後，就不能再設定其他記錄了（比如A記錄和MX記錄），這是為了防止產生衝突。舉例來說，foo。com指向bar。com，而兩個域名各有自己的MX記錄，如果兩者不一致，就會產生問題。由於頂級域名通常要設定MX記錄，所以一般不允許使用者對頂級域名設定CNAME記錄。
PTR記錄用於從IP地址反查域名。dig命令的-x引數用於查詢PTR記錄。
逆向查詢的一個應用，是可以防止垃圾郵件，即驗證傳送郵件的IP地址，是否真的有它所聲稱的域名。
dig命令可以檢視指定的記錄型別。
九、其他DNS工具
除了dig，還有一些其他小工具也可以使用。
（1）host 命令
host命令可以看作dig命令的簡化版本，返回當前請求域名的各種記錄。
host命令也可以用於逆向查詢，即從IP地址查詢域名，等同於dig -x 。
（2）nslookup 命令
nslookup命令用於互動式地查詢域名記錄。
（3）whois 命令
whois命令用來檢視域名的註冊情況。
十、參考文章
DNS： The Good Parts， by Pete Keen
DNS 101， by Mark McDonnell
附：DNS百科
DNS（Domain Name System，域名系統），因特網上作為域名和IP地址相互對映的一個分散式資料庫，能夠使使用者更方便的訪問網際網路，而不用去記住能夠被機器直接讀取的IP數串。透過主機名，最終得到該主機名對應的IP地址的過程叫做域名解析（或主機名解析）。DNS協議執行在UDP協議之上，使用埠號53。在RFC文件中RFC 2181對DNS有規範說明，RFC 2136對DNS的動態更新進行說明，RFC 2308對DNS查詢的反向快取進行說明。
DNS功能
每個IP地址都可以有一個主機名，主機名由一個或多個字串組成，字串之間用小數點隔開。有了主機名，就不要死記硬背每臺IP裝置的IP地址，只要記住相對直觀有意義的主機名就行了。這就是DNS協議所要完成的功能。
主機名到IP地址的對映有兩種方式：
1）靜態對映，每臺裝置上都配置主機到IP地址的對映，各裝置獨立維護自己的對映表，而且只供本裝置使用；
2）動態對映，建立一套域名解析系統（DNS），只在專門的DNS伺服器上配置主機到IP地址的對映，網路上需要使用主機名通訊的裝置，首先需要到DNS伺服器查詢主機所對應的IP地址。
透過主機名，最終得到該主機名對應的IP地址的過程叫做域名解析（或主機名解析）。在解析域名時，可以首先採用靜態域名解析的方法，如果靜態域名解析不成功，再採用動態域名解析的方法。可以將一些常用的域名放入靜態域名解析表中，這樣可以大大提高域名解析效率。
DNS安全問題
1。針對域名系統的惡意攻擊：DDOS攻擊造成域名解析癱瘓。
2。域名劫持：修改註冊資訊、劫持解析結果。
3。國家性質的域名系統安全事件：“。ly”域名癱瘓、“。af”域名的域名管理權變更。
4。系統上執行的DNS服務存在漏洞，導致被駭客獲取許可權，從而篡改DNS資訊。
5。DNS設定不當，導致洩漏一些敏感資訊。提供給駭客進一步攻擊提供有力資訊。
www。ruanyifeng。com/blog/2016/06/dns。html
END
