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域名系统(DNS,Domain Name System)是一种用于TCP/IP应用程序的分布式数据库,提供域名与IP地址之间的转换。通过域名系统,用户进行某些应用时,可以直接使用便于记忆的、有意义的域名,而由网络中的域名解析服务器将域名解析为正确的IP地址。
域名解析分为静态域名解析和动态域名解析,二者可以配合使用。在解析域名时,首先采用静态域名解析(查找静态域名解析表),如果静态域名解析不成功,再采用动态域名解析。由于动态域名解析可能会花费一定的时间,且需要域名服务器的配合,因而可以将一些常用的域名放入静态域名解析表中,这样可以大大提高域名解析效率。
静态域名解析就是手工建立域名和IP地址之间的对应关系。当用户使用域名进行某些应用(如telnet应用)时,系统查找静态域名解析表,从中获取指定域名对应的IP地址。
动态域名解析是通过对域名服务器的查询完成的。解析过程如下:
(1) 当用户使用域名进行某些应用时,用户程序首先向DNS客户端中的解析器发出请求。
(2) DNS客户端收到请求后,首先查询本地的域名缓存。如果存在已解析成功的映射项,就将域名对应的IP地址返回给用户程序;如果没有发现所要查找的映射项,就向域名服务器(DNS Server)发送查询请求。
(3) 域名服务器首先从自己的数据库中查找域名对应的IP地址。如果判断该域名不属于本域范围之内,就将请求交给上一级的域名解析服务器处理,直到完成解析,并将解析的结果返回给DNS客户端。
(4) DNS客户端收到域名服务器的响应报文后,将解析结果返回给应用程序。
用户程序、DNS客户端及域名服务器的关系如图1所示,其中解析器和缓存构成DNS客户端。用户程序、DNS客户端在同一台设备上,而DNS客户端和服务器一般分布在两台设备上。
动态域名解析支持缓存功能。每次动态解析成功的域名与IP地址的映射均存放在动态域名缓存区中,当下一次查询相同域名的时候,就可以直接从缓存区中读取,不用再向域名服务器进行请求。缓存区中的映射在一段时间后会被老化删除,以保证及时从域名服务器得到最新的内容。
动态域名解析支持域名后缀列表功能。用户可以预先设置一些域名后缀,在域名解析的时候,用户只需要输入域名的部分字段,系统会自动将输入的域名加上不同的后缀进行解析。举例说明,用户想查询域名aabbcc.com,那么可以先在后缀列表中配置com,然后输入aabbcc进行查询,系统会自动将输入的域名与后缀连接成aabbcc.com进行查询。
使用域名后缀的时候,根据用户输入域名方式的不同,查询方式分成以下几种情况:
l 如果用户输入的域名中没有“.”,比如aabbcc,系统认为这是一个主机名,会首先加上域名后缀进行查询,如果所有加后缀的域名查询都失败,将使用最初输入的域名(如aabbcc)进行查询。
l 如果用户输入的域名中间有“.”,比如www.aabbcc,系统直接用它进行查询,如果查询失败,再依次加上各个域名后缀进行查询。
l 如果用户输入的域名最后有“.”,比如aabbcc.com.,表示不需要进行域名后缀添加,系统直接用输入的域名进行查询,不论成功与否都直接返回。就是说,如果用户输入的字符中最后一个字符为“.”,就只根据用户输入的字符进行查找,而不会去匹配用户预先设置的域名后缀,因此最后这个“.”,也被称为查找终止符。带有查询终止符的域名,称为绝对域名或完全合格的域名FQDN(Full Qualified Domain Name)。
DNS代理(DNS proxy)用来在DNS client和DNS server之间转发DNS请求和应答报文,代替DNS client进行域名解析。
局域网内的DNS client把DNS proxy当作DNS server,将DNS请求报文发送给DNS proxy。DNS proxy将该请求报文转发到真正的DNS server,并将DNS server的应答报文返回给DNS client,从而实现域名解析。
使用DNS proxy功能后,当DNS server的地址发生变化时,只需改变DNS proxy上的配置,无需改变局域网内每个DNS client的配置,从而简化了网络管理。
DNS proxy的典型应用环境如图2所示。
图2 DNS代理典型组网应用
DNS代理的工作过程如下:
(1) DNS client把DNS proxy当作DNS server,将DNS请求报文发送给DNS proxy,即请求报文的目的地址为DNS proxy的IP地址。
(2) DNS proxy收到请求报文后,首先查找本地的静态域名解析表,如果静态域名解析表中存在请求的信息,则DNS proxy直接通过DNS应答报文,将域名解析结果返回给DNS client。
(3) 如果静态域名解析表中没有请求的信息,则DNS proxy将报文转发给DNS server,通过DNS server进行域名解析。
(4) DNS proxy收到DNS server的应答报文后,将报文转发给DNS client。DNS client利用域名解析的结果进行相应的处理。