Question

域名系统(DNS)的基本功能是什么?其基本原理是什么?

Answer 1

DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务。DNS 命名用于 Internet 等 TCP/IP 网络中，通过用户友好的名称查找计算机和服务。当用户在应用程序中输入 DNS 名称时，DNS 服务可以将此名称解析为与之相关的其他信息，如 IP 地址。因为，你在上网时输入的网址，是通过域名解析系解析找到相对应的IP地址，这样才能上网。其实，域名的最终指向是IP。

在IPV4中IP是由32位二进制数组成的，将这32位二进制数分成4组每组8个二进制数，将这8个二进制数转化成十进制数，就是我们看到的IP地址，其范围是在1～255之间。因为，8个二进制数转化为十进制数的最大范围就是1～255。现在已开始试运行、将来必将代替IPV6中，将以128位二进制数表示一个IP地址。

大家都知道，当我们在上网的时候，通常输入的是如：www.sina.com.cn这样子的网址，其实这就是一个域名，而我们计算机网络上的计算机彼此之间只能用IP地址才能相互识别。再如，我们去一WEB服务器中请求一WEB页面，我们可以在浏览器中输入网址或者是相应的IP地址，例如我们要上新浪网，我们可以在IE的地址栏中输入：www.sina.com.cn也可输入这样子218.30.66.101的IP地址，但是这样子的IP地址我们记不住或说是很记住，所以有了域名的说法，这样的域名会让我们容易的记住。
DNS：Domain Name System 域名管理系统 域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的，每一个域名都对应一个惟一的IP地址，这一命名的方法或这样管理域名的系统叫做域名管理系统。
DNS：Domain Name Server 域名服务器 域名虽然便于人们记忆，但网络中的计算机之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析（如上面的www.sina.com.cn与218.30.66.101之间的转换），域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器
DNS的工作原理

DNS分为Client和Server，Client扮演发问的角色，也就是问Server一个Domain Name，而Server必须要回答此Domain Name的真正IP地址。而当地的DNS先会查自己的资料库。如果自己的资料库没有，则会往该DNS上所设的的DNS询问，依此得到答案之后，将收到的答案存起来，并回答客户。

DNS服务器会根据不同的授权区(Zone)，记录所属该网域下的各名称资料，这个资料包括网域下的次网域名称及主机名称。

在每一个名称服务器中都有一个快取缓存区(Cache)，这个快取缓存区的主要目的是将该名称服务器所查询出来的名称及相对的IP地址记录在快取缓存区中，这样当下一次还有另外一个客户端到次服务器上去查询相同的名称 时，服务器就不用在到别台主机上去寻找，而直接可以从缓存区中找到该笔名称记录资料，传回给客户端，加速客户端对名称查询的速度。例如：

当DNS客户端向指定的DNS服务器查询网际网路上的某一台主机名称 DNS服务器会在该资料库中找寻用户所指定的名称 如果没有，该服务器会先在自己的快取缓存区中查询有无该笔纪录，如果找到该笔名称记录后，会从DNS服务器直接将所对应到的IP地址传回给客户端 ，如果名称服务器在资料记录查不到且快取缓存区中也没有时，服务器首先会才会向别的名称服务器查询所要的名称。例如：

DNS客户端向指定的DNS服务器查询网际网路上某台主机名称，当DNS服务器在该资料记录找不到用户所指定的名称时，会转向该服务器的快取缓存区找寻是否有该资料 ，当快取缓存区也找不到时，会向最接近的名称服务器去要求帮忙找寻该名称的IP地址 ，在另一台服务器上也有相同的动作的查询，当查询到后会回复原本要求查询的服务器，该DNS服务器在接收到另一台DNS服务器查询的结果后，先将所查询到的主机名称及对应IP地址记录到快取缓存区中 ，最后在将所查询到的结果回复给客户端 。

范例

我们举例说明，假设我们要查询网际网路上的一个名称为www.test.com.cn，从此名称我们知道此部主机在中国CN，而且要找的组织名称test.com.cn此网域下的www主机，以下为名称解析过程的每一步骤。

《Step 1》在DNS的客户端(Reslover)键入查询主机的指令，如：

c:\ping www.test.com.cn

pinging www.test.com.cn 【192.72.80.36】with 32bytes of data

reply from 192.72.80.36 bytes time <10ms ttl 253

《Step 2》而被指定的DNS服务器先行查询是否属于该网域下的主机名称，如果查出改主机名称并不属于该网域范围，之后会再查询快取缓存区的纪录资料，查是否有此机名称。

《Step 3》查询后发现缓存区中没有此纪录资料，会取得一台根网域的其中一台服务器，发出说要找www.test.com.cn的Request。

《Step 4》在根网域中，向Root Name Server询问，Root Name Server记录了各Top Domain分别是由哪些DNS Server负责，所以他会响应最接近的Name Server为控制CN网域的DNS伺服主机。

《Step 5》Root Name Server已告诉Local DNS Server哪部Name Server负责.cn这个Domain，然后Local DNS再向负责发出找寻www.test.com.cn的名称Request。

《Step 6》在.cn这个网域中，被指定的DNS服务器在本机上没有找到此名称的的纪录，所以会响应原本发出查询要求的DNS服务器说最近的服务器在哪里？他会回应最近的主机为控制com.cn网域的DNS伺服主机。

《Step 7》原本被查询的DNS服务器主机，收到继续查询的IP位置后，会再向com.cn的网域的DNS Server发出寻找www.test.com.cn名称搜寻的要求。

《Step 8》com.cn的网域中，被指定的DNS Server在本机上没有找到此名称的记录，所以会回复查询要求的DNS Server告诉他最接近的服务器在哪里？他就回应最接近为控制test.com.cn的网域的DNS主机。

《Step 9》原本被查询的DNS Server，在接收到应继续查询的位置，在向test.com.cn网域的DNS Server发出寻找www.test.com.cn的要求，最后会在test.com.cn的网域的DNS Server找到www.test.com.cn此主机的IP。

《Step 10》所以原本发出查询要求的DNS服务器，再接收到查询结果的IP位置后，响应回给原查询名称的DNS客户端。

两种真正DNS的查询模式

有两种询问原理，分为Recursive和Interactive两种。前者是由DNS代理去问，问的方法是用Interactive方式，后者是由本机直接做Interactive式的询问。由上例可以看出，我们一般查询名称的过程中，实际上这两种查询模式都是交互存在着的。

递归式(Recursive)：DNS客户端向DNS Server的查询模式，这种方式是将要查询的封包送出去问，就等待正确名称的正确响应，这种方式只处理响应回来的封包是否是正确响应或是说是找不到该名称的错误讯息。

交谈式(Interactive)：DNS Server间的查询模式，由Client端或是DNS Server上所发出去问，这种方式送封包出去问，所响应回来的资料不一定是最后正确的名称位置，但也不是如上所说的响应回来是错误讯息，他响应回来告诉你最接近的IP位置，然后再到此最接近的IP上去寻找所要解析的名称，反复动作直到找到正确位置