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  • DNS解析全过程分析

    DNS解析过程

    1.检查浏览器缓存中是否缓存过该域名对应的IP地址

    用户通过浏览器浏览过某网站之后,浏览器就会自动缓存该网站域名对应的IP地址,
    当用户再次访问的时候,浏览器就会从缓存中查找该域名对应的IP地址,
    因为缓存不仅是有大小限制,而且还有时间限制(域名被缓存的时间通过TTL属性来设置),
    所以存在域名对应的IP找不到的情况。
    当浏览器从缓存中找到了该网站域名对应的IP地址,那么整个DNS解析过程结束,
    如果没有找到,将进行下一步骤。
    对于IP的缓存时间问题,不宜设置太长的缓存时间,
    时间太长,如果域名对应的IP发生变化,那么用户将在一段时间内无法正常访问到网站,
    如果太短,那么又造成频繁解析域名。

    2.如果在浏览器缓存中没有找到IP,那么将继续查找本机系统是否缓存过IP

    如果第一个步骤没有完成对域名的解析过程,
    那么浏览器会去系统缓存中查找系统是否缓存过这个域名对应的IP地址,
    也可以理解为系统自己也具备域名解析的基本能力。
    在Windows系统中,可以通过设置hosts文件来将域名手动绑定到某IP上,
    hosts文件位置在C:/Windows/System32/drivers/etc/hosts。
    对于普通用户,并不推荐自己手动绑定域名和IP,
    对于开发者来说,通过绑定域名和IP,可以轻松切换环境,可以从测试环境切换到开发环境,方便开发和测试。
    在XP系统中,黑客常常修改他的电脑的hosts文件,将用户常常访问的域名绑定到他指定的IP上,
    从而实现了本地DNS解析,导致这些域名被劫持。
    在Linux或者Mac系统中,hosts文件在/etc/hosts,修改该文件也可以实现同样的目的。

    3.向本地域名解析服务系统发起域名解析的请求

    如果在本机上无法完成域名的解析,那么系统只能请求本地域名解析服务系统进行解析,
    本地域名系统LDNS一般都是本地区的域名服务器,
    比如你连接的校园网,那么域名解析系统就在你的校园机房里,
    如果你连接的是电信、移动或者联通的网络,那么本地域名解析服务器就在本地区,由各自的运营商来提供服务。
    对于本地DNS服务器地址,Windows系统使用命令ipconfig就可以查看,
    在Linux和Mac系统下,直接使用命令cat /etc/resolv.conf来查看LDNS服务地址。
    LDNS一般都缓存了大部分的域名解析的结果,当然缓存时间也受域名失效时间控制,
    大部分的解析工作到这里就差不多已经结束了,LDNS负责了大部分的解析工作。

    4.向根域名解析服务器发起域名解析请求

    本地DNS域名解析器还没有完成解析的话,那么本地域名解析服务器将向根域名服务器发起解析请求。

    5.根域名服务器返回gTLD域名解析服务器地址

    本地DNS域名解析向根域名服务器发起解析请求,
    根域名服务器返回的是所查域的通用顶级域(Generic top-level domain,gTLD)地址,
    常见的通用顶级域有.com、.cn、.org、.edu等。

    6.向gTLD服务器发起解析请求

    本地域名解析服务器向gTLD服务器发起请求。

    7.gTLD服务器接收请求并返回Name Server服务器

    gTLD服务器接收本地域名服务器发起的请求,并根据需要解析的域名,找到该域名对应的Name Server域名服务器,
    通常情况下,这个Name Server服务器就是你注册的域名服务器,
    那么你注册的域名的服务商的服务器将承担起域名解析的任务。

    8.Name Server服务器返回IP地址给本地服务器

    Name Server服务器查找域名对应的IP地址,将IP地址连同TTL值返回给本地域名服务器。

    9.本地域名服务器缓存解析结果

    本地域名服务器缓存解析后的结果,缓存时间由TTL时间来控制。

    10.返回解析结果给用户

    解析结果将直接返回给用户,用户系统将缓存该IP地址,缓存时间由TTL来控制,至此,解析过程结束。

    DNS解析过程分析

    基本概念

    域名解析记录主要分为A记录、MX记录、CNAME记录、NS记录以及TXT记录。

    • A记录:A代表的是Address,用来指定域名对应的IP地址,
      比如将map.baidu.com指定到180.97.34.157,
      将zhidao.baidu.com指定到180.149.131.245,
      A记录允许将多个域名解析到一个IP地址,但不允许将一个域名解析到多个IP地址上。
    • MX记录:MX代表的是Mail Exchage,就是可以将某个域名下的邮件服务器指向自己的Mail Server,
      如baidu.com域名的A记录IP地址是180.97.34.157,
      如果将MX记录设置为180.97.34.154,即xxx@baidu.com的邮件路由,
      那么DNS会将邮件发送到180.97.34.154所在的服务器,
      而正常web请求仍然会解析到A记录的IP地址180.97.34.157。
    • CNAME记录:CNAME指的就是Canonical Name,也就是别名解析,
      可以将指定的域名解析到其他域名上,而其他域名就是指定域名的别名,整个解析过程称为别名解析。
      比如将baidu.com解析到shifen.com,shifen.com就是baidu.com的别名。
    • NS记录:就是为某个域名指定了特定的DNS服务器去解析。
    • TXT记录:为某个主机名或者域名设置特定的说明,
      比如为baidu.com设置的的TXT记录为“baidu desc”,这个TXT记录为baidu.com的说明

    命令查看

    nslookup

    上图中Non-authoritative answer表示解析结果来自非权威服务器,
    也就是说这个结果来自缓存,并没有完全经历全部的解析过程,
    从某个缓存中读取的结果,这个结果存在一定的隐患,比如域名对应的IP地址已经更变。
    这只是一个快捷的解析结果,如果需要浏览全部的解析过程,那么可以使用dig命令来查看解析过程。

    dig

    分析上图DNS解析过程,我们可以看出:

    1.从本地DNS域名解析服务器获取到13个根DNS域名服务器(.)对应的主机名

    2.从13个根域名服务器中的其中一个(这里是g.root-servers.net)获取到顶级com.的服务器IP(未显示)和名称

    3.向com.域的一台服务器192.52.178.30(k.gtld-servers.net)请求解析,
    它返回了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

    4.向百度的顶级域服务器112.80.248.64(ns3.baidu.com)请求www.baidu.com,
    它发现这个www有个别名,而不是一台主机,别名是www.a.shifen.com

    一般情况下,DNS解析到别名就停止了,返回了具体的IP地址,
    如果想看到具体的IP地址,可以进一步对别名进行解析,
    解析结果如下:

    上图是直接对www.wshifen.com的解析结果,
    因为发现对 www.a.shifen.com解析后,发现别名是 www.wshifen.com
    这时候看到最后的解析结果是103.235.46.39
    在解析别名的过程中,可以发现shifen.com和baidu.com都是指定了相同的域名解析服务器。
    以上是一个域名的解析过程,最后的解析结果和一开始的使用nslookup的结果一致。

    参考资料

    DNS浅谈

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