DNS详解(原理及常用命令)

DNS 是Domain Name System (域名系统) 的缩写，是一种按域层次结构组织计算机和网络的命名系统。DNS应用于TCP/IP构建的网络，主要用于Internet。在Internet上，用户记忆由数字组成的IP地址比较困难，所以引入了域名的概念。域名与IP地址之间是一对一（或者多对一）的关系，这样用户就可以避开较难记忆的IP地址，而使用域名来唯一标识网上的计算机。

从理论上讲，可以只使用一个域名服务器，装入Internet上所有的主机名，回答所有对IP地址的查询。但实际上这种做法并不可取，因为Internet规模的巨大，域名服务器会因超负荷而无法正常工作，而且一旦域名服务器出现故障，整个Internet会瘫痪。所以Internet采用一种树状、层次化的主机命名系统，即域名系统DNS。

Internet的DNS是一个联机分布式数据库系统，采用客户/服务器方式。域名系统的基本任务是将字符表示的域名，如www.dlmu.edu.cn，转换成IP协议能理解的IP地址格式，如 202.118.88.88，这种转换就称为域名解析。域名解析通常由专门的域名解析服务器来完成。

1．DNS域名空间

DNS域名空间呈树状结构（如下图） ，它指定了一个用于组织名称的结构化的阶层式域空间。如图：它如同一棵倒立的树，层次结构非常清晰。根域下的7个顶级域都归InterNIC管理。顶级域可以再细分为二级域，如“Microsoft”为公司名称，而二级域又可以分成多级的子域，如example、www，在最下面一层被称为hostname(主机名称)，如host-a。



域名的意义就是以一组英文字符串来代替难以记忆的数字。入网的每台主机都具有唯一的一个域名。域名的地址格式为：

计算机主机名．机构名．网络名．顶级域名

例如，大连海事大学本科招生网域名地址是：bkzs.dlmu.edu.cn，等同于202.118.94.18。其中bkzs表示这台主机的名称，dlmu表示大连海事大学，edu表示教育网，cn表示中国，域名的各部分之间用“．”隔开。

域名系统负责对域名到IP地址的转换，为了提高转换效率，Internet上的域名采用了一种由上到下的层次关系，根域（Root Domain）是“．”，它是域名结构中的最高级别，只负责保存顶级域的“DNS服务器-IP地址”的对应关系数据，也就是只负责“.com”，“.net”等顶级域名服务器的域名解析。

Internet的域名空间中的各层次是这样规定的，每一层的DNS服务器只负责管理下一层“DNS服务器-IP地址”的对应关系数据，从而达到均衡负荷、方便快速查询的目的。而且Internet上任何一台DNS服务器都知道根域的DNS服务器地址，因此任何一台DNS服务器当它不知道或解析不了域名时，就会请求根域的帮助，这是DNS服务器协同工作的起点。

2．域名的解析过程

当使用浏览器阅读网页时，在地址栏输入一个网站的域名后，例如www.dlmu.edu.cn,会如何开始解析此域名所对应的IP地址呢？其解析、查询过程如图所示：



DNS解析/查询的过程示意图
（1）首先解析程序会去检查本机的高速缓存记录，如果从高速缓存内即可得知该域名所对应的IP地址，就将此IP地址传给应用程序（本例中为浏览器），如果在高速缓存中找不到，就会到系统查找hosts文件，如果还未找到那么就进行下一步。记住：DNS缓存是内存里的东西，每次关机就没的
（2）接着则向本机指定的DNS服务器请求查询，DNS服务器在收到请求后，会检查是否有相符的数据，反之则进行下一步骤。
（3）若还是无法找到对应的IP地址，那就必须借助其他的DNS服务器了。这时候就会开始进行服务器对服务器之间的查询操作。它首先向根域服务器发出请求查询管理.cn域的DNS服务器地址，根域服务器收到后将管理.cn域的DNS服务器IP地址发送给本地DNS服务器。
（4）本地DNS服务器得到结果后，再向管理.cn域的DNS服务器发出进一步的查询请求，要求得到管理.edu.cn域的DNS服务器地址，管理.cn域的DNS服务器把结果返回本地DNS服务器。
（5）本地DNS服务器得到结果后，再向管理.edu.cn域的DNS服务器发出进一步的查询请求，要求得到管理.dlmu.edu.cn域的DNS服务器地址，管理.edu.cn域的DNS服务器把结果返回本地DNS服务器。
（6）本地DNS服务器得到结果后，再向管理.dlmu.edu.cn域的DNS服务器发出查询www主机IP地址的请求，管理.dlmu.edu.cn域的DNS服务器把解析结果返回本地DNS服务器。
通过上述6个步骤，可以很清楚地了解DNS的查询/解析过程。

3．DNS解析故障

　 什么是DNS解析故障？
　　一般来说，我们访问的地址都叫做域名，而网络中的任何一个主机都是用IP地址来标识的，也就是说只有知道了这个站点的IP地址才能够成功实现访问操作。
　　当DNS解析出现错误时，可能会把一个域名解析成一个错误的IP地址，或者根本不知道某个域名对应的IP地址。这种情况下，我们就无法通过域名访问相应的站点了，这就是DNS解析故障。
出现DNS解析故障主要的症状是：访问站点对应的IP地址没有问题，然而访问他的域名时就会出现错误。
故障解决方法
　　（1）用nslookup来判断是否真的是DNS解析故障：
　通过系统自带的nslookup程序来解决。
　　第一步：通过“开始->运行->输入CMD”后回车进入命令行模式。
　　第二步：输入nslookup命令后回车，将进入DNS查询验证交互式界面。
第三步：命令行窗口中会显示出当前系统所使用的DNS服务器地址，例如笔者的DNS服务器IP为202.118.80.2。
第四步：来输入你要查询的具体域名，比如：ns1.dlmu.edu.cn，按回车键确认。若服务器配置正确，即能看到此域名所对应的IP地址了；假如不能访问的话，那么DNS解析应该是不能够正常进行的。我们会收到DNS request timed out，timeout was 2 seconds等提示信息，这说明我们的计算机确实出现了DNS解析故障。如果DNS解析正常的话，会反馈回正确的IP地址（实验环境）。输入exit后按回车键确认，即可推出nslookup的交互式界面。
C:\>nslookup
Default Server: ns1.dlmu.edu.cn
Address: 202.118.80.2
> www.sinna.com
Server: ns1.dlmu.edu.cn
Address: 202.118.80.2
Non-authoritative answer:
Name: www.sinna.com
Address: 64.95.64.198
　　（2）查询DNS服务器工作是否正常：
　　通过系统自带的IPCONFIG程序查看计算机的网络配置参数。
　　第一步：通过“开始->运行->输入CMD”后回车进入命令行模式。
第二步：输入ipconfig /all命令来查询网络参数。检查网络参数配置的是否正确。
C:\>ipconfig/all
Windows IP Configuration
HostName . . . . . . . . . . . . : dlmu-8c04136ce7
Primary Dns Suffix . . . . . . .:
NodeType . . . . . . . . . . . . : Unknown
IPRouting Enabled. . . . . . . . : No
WINSProxy Enabled. . . . . . . . : No
Ethernet adapter 本地连接:
Connection-specific DNS Suffix .:
Description . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8168/8111 PCI-E GigabitEthernet NIC
Physical Address. . . . . . . . . : 00-21-97-EB-76-C1
DhcpEnabled. . . . . . . . . . . : No
IPAddress. . . . . . . . . . . . : 172.23.202.23
SubnetMask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . . . . . . . . : 172.23.202.1
DNSServers . . . . . . . . . . . : 202.118.80.2
第三步：在ipconfig /all显示信息最后一行显示DNS SERVERS信息，这就是DNS服务器地址。例中是202.118.80.2。
第四步：如果所用DNS服务器地址是外网地址，出现错误时，可以考虑更换其它DNS服务器地址。如果所用DNS服务器地址是内部网络地址，在DNS服务器上进行nslookup操作看是否可以正常解析。
　　（3）清除DNS缓存信息
　　当主机在应用程序中使用域名时，首先到DNS缓存列表中查询，查询失败，则请求DNS服务器查询。当某条信息发生变化时，若主机仍在DNS缓存列表中进行查询，就得不到最新解析信息，这样就会出现DNS解析故障。这时我们应该通过清除DNS缓存的命令来解决故障。
　　第一步：通过 开始->运行->输入“CMD”进入命令行模式。
　　第二步：在命令行模式中输入：ipconfig /flushdns，就可以清除DNS缓存中的信息。
第三步：执行ipconfig /flushdns命令后，屏幕出现下面的提示时就说明当前计算机的DNS缓存信息已经被成功清除。
C:\>ipconfig/flushdns
Windows IP Configuration
Successfully flushed the DNS Resolver Cache.