DNS协议

一、什么是DNS协议

DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网的核心基础设施之一，本质是应用层协议，其核心作用是将人类易记的 “域名”（如www.baidu.com）转换为计算机可识别的 “IP 地址”（如 180.101.49.12），相当于互联网的 “电话簿”。没有 DNS，用户需手动输入 IP 地址访问网站，极大降低互联网易用性。

二、特性

1. 分布式存储：解析记录分散在全球的权威 DNS 服务器，而非集中存储，避免单点故障和性能瓶颈。
2. 层级化查询：从根 DNS→顶级域 DNS→权威 DNS，形成清晰的查询链路，确保解析的可扩展性（支持全球数十亿域名）。
3. 多级缓存机制：浏览器、操作系统、本地 DNS、顶级域 DNS 均会缓存解析结果，大幅减少重复查询，降低网络负载（缓存有效期由 TTL 控制，可灵活配置）。

三、DNS工作原理

以正向解析为例
DNS 解析遵循层级查询 + 缓存机制，以 “访问www.baidu.com” 为例，完整流程分为 8 步，核心是 “本地缓存→本地 DNS→根 DNS→顶级域 DNS→权威 DNS” 的层级查询：

1. 检查浏览器缓存
   浏览器会优先查询自身缓存（如 Chrome、Edge 的本地缓存），若之前访问过该域名，缓存中会保留解析结果（有效期由 TTL 控制），此步骤最快（毫秒级）。
2. 检查操作系统 HOSTS 文件
   若浏览器缓存未命中，系统会查询本地HOSTS文件（Windows 路径：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts；Linux 路径：/etc/hosts）。该文件可手动配置 “域名→IP”，若有记录则直接使用（常用于测试或绕过 DNS）。
3. 请求本地 DNS 服务器
   若 HOSTS 无记录，系统会向本地 DNS 服务器（通常由 ISP 提供，如电信、联通；或手动设置如 8.8.8.8 谷歌、114.114.114.114 国内）发送查询请求。
   • 此处为递归查询：本地 DNS 承诺 “帮用户查到底”，不返回中间结果，只返回最终 IP 或 “解析失败”。
4. 本地 DNS 查询自身缓存
   本地 DNS 先检查自身缓存，若有该域名的解析记录（如其他用户刚查询过），直接返回 IP 给浏览器，流程结束。
5. 本地 DNS 请求根 DNS 服务器
   若本地 DNS 缓存未命中，会向根 DNS 服务器（全球共 13 个根域，如.root-servers.net，并非 13 台物理机，而是遍布全球的镜像节点）发送查询请求。
   • 此处为迭代查询：根 DNS 不直接解析域名，只返回 “该域名所属顶级域的 DNS 服务器地址”（如www.baidu.com的顶级域是.com，根 DNS 返回.com顶级域服务器地址）。
6. 本地 DNS 请求顶级域 DNS 服务器
   本地 DNS 向根 DNS 返回的顶级域 DNS 服务器（如.com、.cn、.org对应的服务器）发送查询请求（仍为迭代查询）。
   • 顶级域 DNS 服务器返回 “该域名的权威 DNS 服务器地址”（如baidu.com的权威 DNS 是ns1.baidu.com）。
7. 本地 DNS 请求权威 DNS 服务器
   本地 DNS 向权威 DNS 服务器（域名所有者配置的 DNS，存储该域名的所有解析记录）发送查询请求（迭代查询）。
   • 权威 DNS 服务器返回www.baidu.com对应的 IP 地址（如 180.101.49.12），并附带 TTL（缓存有效期，如 300 秒）。
8. 返回结果并缓存
   本地 DNS 将 IP 地址返回给浏览器，同时缓存该解析记录（有效期为 TTL），供后续查询复用；浏览器使用 IP 地址与百度服务器建立 TCP 连接（HTTP/HTTPS），加载网页。

四、DNS报文格式

DNS基于TCP和UDP协议，且固定使用53端口，两者分工不同：

协议	端口	适用场景	特点
UDP	53	常规域名解析（查询/响应）	无连接、速度快，适合数据量小的场景（单个UDP数据包最大512字节）
TCP	53	1. DNS区域传输（Zone Transfer） 2. 解析响应超过512字节	面向连接、可靠传输，适合数据量大或需确保完整性的场景（如主从DNS同步记录）

• DNS报文格式

五、其他类型

1. 正向解析：核心功能，将域名映射到 IP 地址（IPv4 用 A 记录，IPv6 用 AAAA 记录）。
2. 反向解析：将 IP 地址映射到域名（用 PTR 记录），常用于邮件反垃圾、服务器身份验证（如判断 IP 是否属于正规企业）。
3. 负载均衡：通过多个 A 记录返回不同 IP（如www.baidu.com对应多个服务器 IP），实现流量分发，避免单点过载。
4. 邮件路由：通过 MX 记录指定接收该域名邮件的服务器（如baidu.com的邮件由mail.baidu.com处理），确保邮件准确送达。
5. 域名验证：通过 TXT 记录存储文本信息（如 SPF 反垃圾邮件规则、SSL 证书验证信息），保障服务合法性。

六、攻击手段

• DNS 劫持
• DNS 污染
• DNS 放大攻击

七、在终端使用

• DNS在Windows上使用
• DNS在Linux上使用

八、记录

DNS通过不同“记录类型”实现多样化功能，以下是最常用的记录：

记录类型	核心作用	示例（TTL=300秒，IN表示Internet）
A记录	域名→IPv4地址（最常用）	www.baidu.com. 300 IN A 180.101.49.12
AAAA记录	域名→IPv6地址	www.baidu.com. 300 IN AAAA 2400:da00::6666
CNAME记录	别名记录，域名指向另一个域名（而非IP）	blog.baidu.com. 300 IN CNAME www.baidu.com.
MX记录	邮件交换记录，指定接收该域名邮件的服务器	baidu.com. 300 IN MX 10 mail.baidu.com.（10为优先级，数字越小越优先）
NS记录	指定该域名的权威DNS服务器	baidu.com. 300 IN NS ns1.baidu.com.
TXT记录	存储文本信息（如SPF反垃圾、域名验证）	baidu.com. 300 IN TXT "v=spf1 include:baidu.com ~all"
PTR记录	IP→域名（反向解析）	12.49.101.180.in-addr.arpa. 300 IN PTR www.baidu.com.