深入理解DNS原理与服务的详细配置

一、DNS服务的介绍

DNS（Domain Name System）是互联网上的一项服务，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网。

DNS系统使用的是网络的查询，那么自然需要有监听的port。DNS使用的是53端口，在/etc/services（搜索domain）这个文件中能看到。通常DNS是以UDP这个较快速的数据传输协议来查询的，但是没有查询到完整的信息时，就会再次以TCP这个协议来重新查询。 所以启动DNS时，会同时启动TCP以及UDP的port53。

• DNS域名解析时使用UDP协议
• DNS主从服务器之间的通信使用TCP协议

1. 因特网的域名结构

由于因特网的用户数量较多，所以因特网在命名时采用的是层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名(domain name)。“域”(domain)是名字空间中一个可被管理的划分。

域名只是逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。顶级域名可分为三大类：

• 国家顶级域名：采用ISO3166的规定。如：cn代表中国，us代表美国，uk代表英国，等等。国家域名又常记为ccTLD(country code top-level domains，cc表示国家代码contry-code)。

• 通用顶级域名：最常见的通用顶级域名有7个，即：com(公司企业)，net(网络服务机构)，org(非营利组织)，int(国际组织)，gov(美国的政府部门)，mil(美国的军事部门)。

• 基础结构域名(infrastructure domain)：这种顶级域名只有一个，即arpa，用于反向域名解析，因此称为反向域名。

2. 域名服务器的类型划分

根据域名服务器起的作用，可以把域名服务器划分为以下类型：

• 根域名服务器：最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。

• 顶级域名服务器：负责管理在该顶级域名服务器注册的二级域名。

• 权限域名服务器：负责一个“区”的域名服务器。

• 本地域名服务器：本地域名服务器不属于域名服务器的层次结构，但是它对域名系统非常重要。当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。

• 缓存DNS服务器：不负责解析域，只是缓存域名解析的结果。

为了提高域名服务器的可靠性，DNS域名服务器都把数据复制到几个域名服务器来保存，其中的一个就是主DNS服务器（Master name server），负责解析至少一个域。其他的是辅助（从）DNS服务器（Slave name server）：负责解析至少一个域，是主DNS服务器的辅助。当主域名服务器出故障时，辅助域名服务器可以保证DNS的查询工作不会中断。主域名服务器定期把数据复制到辅助域名服务器中，而更改数据只能在主域名服务器中进行。这样就保证了数据的一致性。

3. DNS域名解析的过程

 ​​1）客户端本地查询​​

• ​​浏览器缓存检查​​：浏览器优先查询自身缓存（如Chrome的DNS缓存），若存在域名对应的IP地址则直接返回结果。
• ​​操作系统缓存/Hosts文件查询​​：若浏览器无缓存，操作系统检查本地缓存或hosts文件（如/etc/hosts），若有记录则直接使用。

 ​​若命中缓存，解析终止​​；否则进入下一步。

2）本地DNS服务器递归查询​​

• ​​本地DNS服务器缓存检查​​：客户端向配置的本地DNS服务器（如ISP提供的服务器或公共DNS如8.8.8.8）发起请求，本地DNS服务器先查询自身缓存。
• ​​递归查询机制​​：若缓存未命中，本地DNS服务器作为代理，代表客户端向更高级DNS服务器发起查询，直至获得结果（客户端无需参与后续查询）。

​​3）DNS层级迭代查询​​

若本地DNS服务器无缓存，则依次向以下服务器发起迭代查询：

• ​​根域名服务器：返回管理目标域名的​​顶级域服务器地址​​。
• ​​顶级域服务器：返回管理该域名的​​权威DNS服务器地址​​。
• ​​权威域名服务器​​：返回域名对应的​​最终IP地址​​。

4）结果返回与缓存​​

• ​​本地DNS服务器缓存结果​​：将IP地址缓存一段时间（由域名的TTL值决定），后续相同请求直接响应。
• ​​返回客户端​​：IP地址传回用户设备，浏览器据此与目标服务器建立连接（如HTTP/HTTPS请求）。

4. DNS解析方式

1）递归解析​

• ​​过程​​：
  客户端向本地DNS服务器（如运营商或公共DNS）发起请求后，​​本地DNS服务器负责完成所有后续查询​​。若本地无缓存，它会从根DNS服务器开始逐级查询（根→顶级域→权威DNS），最终获取IP地址并返回客户端。
• ​​特点​​：
  • ​​客户端只需发起一次请求​​，后续查询由服务器代理完成。
  • 本地DNS服务器缓存结果，提升后续查询效率。

​​2）迭代解析​

• ​​过程​​：
  本地DNS服务器收到客户端请求后，若自身无缓存，会​​逐级向上级DNS服务器查询​​：
  • 先问根DNS，获得顶级域服务器地址；
  • 再问顶级域服务器，获得权威DNS地址；
  • 最后向权威DNS获取IP地址。
• ​​特点​​：
  • 本地DNS服务器仅返回下一级服务器地址，​​客户端需主动联系多级服务器​​。
  • 减轻根服务器压力，适合复杂网络环境。

3）反向解析​

通过IP地址查询对应的域名，需在DNS服务器中配置​​PTR记录​​（Pointer Record），将IP反向映射到域名。

二、搭建DNS服务器

提供DNS服务的软件叫bind，服务名是named。

yum install bind -y
rpm -ql bind
​
/etc/named.conf                # bind主配置文件
/etc/named.rfc1912.zones       # 定义zone的文件
/etc/rndc.conf                 # rndc配置文件
/usr/sbin/named-checkconf      # 检测/etc/named.conf文件语法
/usr/sbin/named-checkzone      # 检测zone和对应zone文件的语法
/usr/sbin/rndc                 # 远程dns管理工具
/usr/sbin/rndc-confgen         # 生成rndc密钥
/var/named/named.ca            # 根解析库
/var/named/named.localhost     # 本地主机解析库
/var/named/slaves              # 从服务器文件夹

 查看/etc/named.conf文件内容：

vim /etc/named.conf 
options {
# 定义监听端口，如果所有地址都监听，则只写端口listen-on port 53 { 127.0.0.1; };listen-on-v6 port 53 { ::1; };
# 定义数据文件目录directory  "/var/named";dump-file  "/var/named/data/cache_dump.db";statistics-file "/var/named/data/named_stats.txt";        # 统计档案、文件memstatistics-file "/var/named/data/named_mem_stats.txt"; # 分配统计目录allow-query  { localhost; };                              # 只允许本地主机进行查询recursion yes;                                            # 允许递归
logging {
# 指定日志记录分类和他们的目标位置channel default_debug {file "data/named.run";severity dynamic;};
};zone "." IN {
# 定义区域type hint;                      # hint:根域配置；master:主域名服务器；slave:从域名服务器file "named.ca";                # 指定域的数据解析文件
};
# 包含其他的配置文件
include "/etc/named.rfc1912.zones";
include "/etc/named.root.key";

实验一：正向解析

1. 修改named的配置文件

需要增改的内容如下：

[root@localhost ~]# vim /etc/named.conf     # 主配置文件
options {   # 全局选项listen-on port 53 { 192.168.153.129; };      # 改为本机IP地址allow-query     { any; };                 # 允许任何主机查询，也可以是IP或网段
};
# 区域定义：
zone "example.com" IN {         # 正向解析example.comtype master;                  # 主服务器类型file "example.zone";          # 区域文件名（可自定义）
};   

2. 自定义配置区域文件

区域文件，即文件资源记录（Resource Record，RR）

创建example.zone区域文件并配置以下内容（要和上面区域定义中的file文件名一样）

vim /var/named/example.zone
$TTL 1D
@       IN SOA  dns.example.com.  test.163.com ( 0       ; serial    ; 该文件中分号代表注释1D      ; refresh1H      ; retry1W      ; expire       3H )    ; minimum                        IN  NS  dns.example.com.IN  MX  10 mail.example.com.
mail.example.com.    IN A 192.168.153.129  ; 邮件服务器IP
dns.example.com.     IN A 192.168.153.129  ; DNS服务器IP
ftp                  IN A 192.168.153.130  ; ftp.example.com → 130
dhcp                 IN A 192.168.153.132  ; dhcp.example.com → 132
www                  IN A 192.168.153.130  ; www.example.com → 130
web			         IN	CNAME	www

 注意：文件中的域名要写完全域名，也就是注意最后的那个“.”不要忘记，如果不是完全限定域名的格式，文件会默认追加区域使其成为完全限定域名（如文件中的mail）。

文件解读：

SOA的参数解读：

3. 检查语法，重启named服务

# 检查主配置文件语法
named-checkconf # 检查example.zone文件语法
named-checkzone example.com /var/named/example.zone
zone example.com/IN: loaded serial 0
OK# 确认无误，重启服务
systemctl restart named

4. 客户端测试

# 修改DNS地址
nmcli con modify ens33 +ipv4.dns 192.168.153.129
nmcli con up ens33# 安装测试工具
yum install -y bind-utils# 测试
nslookup dhcp.example.com 192.168.153.129    # nslookup [域名] [dns服务器]
Server:		192.168.153.129
Address:	192.168.153.129#53Name:	dhcp.example.com
Address: 192.168.153.132

注：如果无法成功注意关闭防火墙

实验二：反向解析

1. 主配置文件添加

vim /etc/named.conf
zone "153.168.192.in-addr.arpa" IN {  # ip要反写且要加上.in-addr.arpatype master;file "153.168.192.zone";
};

2. 配置反向区域文件

vim /var/named/153.168.192.zone
$TTL 1D
@       IN      SOA     dns.example.com.        test.163.com    (01D1H1W3H )IN      NS      dns.example.com.
dns     IN      A       192.168.153.129
129     IN      PTR     dns.example.com.
130     IN      PTR     www.example.com.

3. 检验语法，重启服务

# 检查主配置文件语法
named-checkconf # 检查153.168.192.zone文件语法
named-checkzone 153.168.192.in-addr.arpa /var/named/153.168.192.zone 
zone 153.168.192.in-addr.arpa/IN: loaded serial 0
OK# 确认无误，重启服务
systemctl restart named

4. 客户端测试

nslookup 192.168.153.130 192.168.153.129
130.153.168.192.in-addr.arpa	name = www.example.com.

实验三：区域传送（主从服务）

将一个区域文件复制到多个服务器上的过程叫做区域传送。将主服务器上的区域文件复制到从服务器上来实现。

主服务器IP：192.168.153.129

从服务器IP：192.168.153.131

1. 完全区域传送

复制整个区域文件到从服务器上

主服务器：

# 1.修改主配置文件/etc/named.conf
vim /etc/named.conf
options {allow-transfer { 192.168.1.101; };  # 仅允许从服务器同步
};# 2.修改区域配置文件
vim /var/named/example.zone            # 增加从服务器的记录IN      NS      dns2.example.com.
dns2    IN      A       192.168.153.131vim /var/named/153.168.192.zone        # 反向区域文件同理也增加IN      NS      dns2.example.com.
dns2    IN      A       192.168.153.131
131     IN      PTR     dns2.example.com.# 3.重启服务
systemctl restart named

从服务器：

# 1.安装bind
yum install -y bind# 2.修改主配置文件/etc/named.conf
vim /etc/named.conf
options {listen-on port 53 { 192.168.153.131; };allow-query     { any; };};zone "example.com" IN {type slave;                    # 类型为从服务器masters { 192.168.153.129; };  # 主服务器IPfile "slaves/example.zone";    # 同步到的区域文件的存放路径
};zone "153.168.192.in-addr.arpa" IN {type slave;masters { 192.168.153.129; };file "slaves/153.168.192.zone";
};# 3.重启服务
systemctl restart named

 在从服务器上查看区域文件是否同步成功：

ls -l /var/named/slaves
total 8
-rw-r--r-- 1 named named 554 Jul 19 14:50 153.168.192.zone
-rw-r--r-- 1 named named 566 Jul 19 14:50 example.zone

2. 增量区域传送

增量区域传送：仅复制区域里变化的文件

1. 修改主服务器的区域配置文件，将serial序号从0改为10
2. 重启服务
3. 检验从服务器中example.zone的修改时间变化

ls -l /var/named/slaves/
total 8
-rw-r--r-- 1 named named 554 Jul 19 14:50 153.168.192.zone
-rw-r--r-- 1 named named 566 Jul 19 14:55 example.zone      # 时间从14:50变成了14:55  

     4. 测试从服务器能否正常解析：

nslookup ftp.example.com 192.168.153.131
Server:		192.168.153.131
Address:	192.168.153.131#53Name:	ftp.example.com
Address: 192.168.153.130

over~