计算机网络：应用层 - 域名系统 DNS

- 域名结构
- 域名服务器
- 域名解析
- - 迭代查询
  - 递归查询

互联网中的每台设备都有一个唯一的IP地址，但这些地址通常是复杂的数字组合，例如 172.217.160.142，难以记忆和识别。域名系统将这些复杂的IP地址与易于记忆的文字名称（域名）对应起来，例如 google.com。这样，用户只需要记住域名，就可以访问相应的网站或服务，大大降低了记忆负担。

而DNS就是用域将域名转化为IP地址。

域名结构

任何一个连接在互联网上的主机，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名 。

互联网采用层次树状结构的命名方法。

域名由若干标号序列组成，各标号之间用点.隔开，分别为不同级别的域名。

在这里插入图片描述

域名遵循如下规则：

域名中的标号都由英文字母和数字组成，每一个标号不超过 63 个字符，不区分大小写
标号中除连字符-外不能使用其他的标点符号
级别最低的域名写在最左边，而级别最高的顶级域名则写在最右边
由多个标号组成的完整域名总共不超过 255 个字符

域名是多层次的，如图：

在这里插入图片描述

域名中的每一个层次叫做域 (domain) 。最高层次的域可以划分子域，每一个子域还可继续划分子域，这样就形成了顶级域、二级域、三级域，等等。

域名树的叶子节点就是一台计算机的名称了。此处区分一下名称与域名，比如mail.cctv.com是一个域名，而mail这是这个域名对应主机的名称。

顶级域名 TLD又分为三类：

国家顶级域名 nTLD：如cn表示中国，us表示美国，uk表示英国
通用顶级域名 gTLD：最常见的有七个：
- com：公司企业
- net：网络服务机构
- org：非盈利性组织
- int：国际组织
- edu：美国教育机构
- gov：美国政府部门
- mil：美国军事部门
反向域 arpa：用于反向域名解析，即把IP地址反向解析为域名

在国家顶级域名下注册的二级域名，由国家自行确定，我国划分为如下两类：

行政区域名：共34个，用于我国各个省份和自治区，直辖市等
类别域名：常见的有七个：
- ac：科研机构
- com：工，商，金融等企业
- edu：教育机构
- gov：政府部门
- net：提高网络服务的机构
- mil：军事机构
- org：非盈利性组织

你会发现，gov在一级域名中表示美国政府，在cn下的二级域名中，表示中国政府。还有com，org等等。也就是说，名称相同的域，等级未必相同。

域名服务器

域名系统由分布在世界各地的域名服务器来实现。

域名系统不是以域为管理单位，而是以区 (zone)为管理单位。每个域根据自己的情况来划分区，每个区有自己的权限域名服务器，来保存该区中所有IP地址到域名的映射。

如图所示：

在这里插入图片描述

对于图a，域abc.com只设置一个区abc.com，此时区和域都是abc.com。
对于图b，域abc.com划分了两个区，分别是abc.com和y.abc,com。

域名服务器也是分层次的：

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最顶端有一个根域名服务器，随后是顶级域名服务器，权限域名服务器。而刚刚案例中abc.com和y.abc.com都有自己的权限域名服务器。因为一个权限域名服务器管辖一个区，一个域内可以有多个权限域名服务器，也可以有多个区。

根域名服务器：最高层次的域名服务器，也是最重要的。根域名服务器知道所有顶级域名服务器的地址。
顶级域名服务器：管理在该顶级域名下注册的二级域名。
权限域名服务器：在一个域内部负责一个分区，知道自己分区中所有域名到IP地址映射关系。
本地域名服务器：其不属于域名层次结构中，用户查询域名时，一般会（不全是）先通过本地域名服务器，然后本地域名服务器发起请求查询域名，被查询到的域名会被缓存在本地域名服务器中，如果下次查询时，有对应条目的缓存，就不会继续查询，而是直接返回结果了。

域名解析

域名解析分为两种：迭代查询与递归查询。

迭代查询

某主机想要查询y.abc.com的地址：

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首先查询本地域名服务器，如果该服务器缓存了对应条目，则直接返回结果。否则查询根域名服务器。

根域名服务器知道所有顶级域名服务器的地址，y.abc.com的顶级域名是com，于是把com的顶级域名服务器的地址给本地域名服务器。本地域名服务器再去顶级域名服务器中查询。

顶级域名服务器知道所有在自己下面注册的域名的地址，这一步有可能直接就得到域名对应的地址了，也有可能会得到该域名的权限域名服务器的地址。本地域名服务器再去权限域名服务器中查询。

权限域名服务器知道所有在自己下面注册的域名的地址，此时y.abc.com的地址就可以被解析出来了，返回IP地址给本地域名服务器。但是也有可能这个地址归属于同一个域的另外一个权限域名服务器，此时返回目的权限域名服务器的地址给本地域名服务器。随后本地域名服务器再去对应的权限域名服务器查询。

当本地域名服务器查询到结果后，缓存一份在自己的数据库中，然后将其交给查询该域名的主机。