TCP/IP學習筆記（9）-DNS域名系統
前面已經提到了訪問一臺機器要靠IP地址和MAC地址，其中，MAC地址可以通過ARP協議得到，所以這對使用者是透明的，但是IP地址就不行，無論如何使用者都需要用一個指定的IP來訪問一臺計算機，而IP地址又非常不好記，於是就出現了DNS系統。
DNS系統介紹
DNS的全稱是Domain Name System。它負責把FQDN(就是以"."分隔結尾的名字)翻譯成一個IP。最初的DNS系統使用的是一個巨大的hosts.txt檔案（很吃驚，用 這個就好使了？），可是一段時間以後，開發這就不得不用資料庫來代替hosts.txt檔案，最終發展到了現在的分散式資料庫。
DNS系統是一個巨大的樹，最上方有一個無名樹根，下一層是arpa,com,edu,gov,int,mil，us, cn。等等，其中arpa，是域名反解析樹的頂端；而com，edu，等域名本來只用在美國（這就是技術特權啊），但是現在幾乎全世界通用；而us， cn，等叫做國家域。這個樹裡面的域名並不是統一管理的，網路資訊中心（NIS）負責分配頂級域合委派其他制定地區域的授權機構。
一個獨立管理的DNS子樹叫做zone，最常見的區域就是二級域名，比如說.com.cn。我們還可以把這個二級域名給劃分成更小的區域，比如說sina.com.cn。 DNS系統是一個分散式的資料庫，當一個數據庫發現自己並沒有某查詢所需要的資料的時候，它將把查詢轉發出去，而轉發的目的地通常是根伺服器，根服 務器從上至下層層轉發查詢，直到找到目標為止。DNS還有一個特點就是使用快取記憶體，DNS把查詢過的資料快取在某處，以便於下次查詢時使用。
DNS協議
DNS報文定義了一個既可以查詢也可以響應的報文格式。對各個欄位簡單解釋如下：
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最前面的16個bit唯一的標示了問題號碼，用於查詢端區別自己的查詢。
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緊接著的16個bit又可以做進一步的細分，標示了報文的性質和一些細節，比如說是查詢報文還是響應報文，需要遞迴查詢與否（一般伺服器都支援遞迴查詢，而且不需要任何設定，BIND就是這樣）
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查詢問題後面有查詢型別，包括A，NS，CNAME，PTR，HINFO，MX，如果熟悉BIND的話，就知道在zong的配置檔案裡面，每一條記錄都記載了各自的型別，比如A就是IP地址，NS就是名字伺服器。
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響應報文可以回覆多個IP，也就是說，域名可以和多個IP地址對應，並且有很多CNAME。
反向查詢
正向查詢指的是通過域名得到IP的查詢，而反向查詢就是通過IP得到域名。例如用host命令，host ip就可以得到伺服器的域名，host domainName 就得到IP。
稍微知道一點資料結構的人都能意識到，在正向查詢的域裡面做反向查詢，其做法只有遍歷整個資料集合----對於DNS來說，那就是遍歷整個資料庫， 這將帶來巨大的負擔，所以DNS採取了另一種方法，使用另一棵子樹來維護IP-〉域名的對應表。
這個子樹的根節點是in-addr.arpa,而一個IP 例如192.168.11.2)所具有的DNS地址就是 2.11.168.192.in-addr.arpa（ip倒置）。在DNS系統裡面，一個反向地址對應一個PTR紀錄（對應A紀錄），所以反向查詢又叫 做指標(PTR)查詢。
其他問題的討論
DNS伺服器快取記憶體
BIND9預設是作為一個快取記憶體伺服器，其將所有的查詢都轉交到根伺服器去，然後得到結果並放在本地的緩衝區，以加快查詢速度。如果有興趣可以安裝一個BIND9來嘗試一下。而自己定義的zone則可以規定其在快取中的時間，一般是1天（就是配置檔案中的1D）。
用UDP還是TCP
DNS伺服器支援TCP和UDP兩種協議的查詢方式，而且埠都是53。而大多數的查詢都是UDP查詢的，一般需要TCP查詢的有兩種情況：
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當查詢資料多大以至於產生了資料截斷(TC標誌為1)，這時，需要利用TCP的分片能力來進行資料傳輸（看TCP的相關章節）。
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當主（master）伺服器和輔（slave）伺服器之間通訊，輔伺服器要拿到主伺服器的zone資訊的時候。