TCPIP基本原理第十一章DNS域名解析.ppt
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1、TCP/IP基本原理第十一章 DNS域名解析,本章学习要求:掌握:DNS域名系统、区、域、域名的概念掌握:域名系统的两种解析方式掌握:逆向解析原理掌握:域名解析的原理了解:IPv6 DNS 的工作原理,11.1 两类名称转换方法,人们认为,与其1强记IP地址,远不如起个好记的名称。网络管理员喜欢给计算机起些有意义的名称。比如,APPSERVR。在Internet网上,人们给Web站点起个容易记忆的名称,如。这样,我们可以记住我们网络上的主机名以及我们想访问的Web站点名。然而,TCP/IP却不能用这些单词去寻找其他主机,TCP/IP需要的是IP地址。于是,我们使用的名称必须先被转换为IP地址,
2、然后,TCP/IP才可以以使用。转换或者翻译名称为IP地址被称为名称转换。在把名称转换为IP地址之后,主机才能认出目的地在本地还是在远程,才能继续通信。这类似了你知道一个人名,想去找电话号码。TCP/IP选用下列两类名称转换方法之一:主机名转换方法或NetBIOS名称转换方法。主机名转换方法把主机的普通名称转换为IP地址的最普通方法是主机名转换方法。大多数TCP/IP转换使用程序采用这类方法。主机名转换有7个方法完成对IP地址的转换。在报告有错之前,TCP/IP将试用没一种方法。这7中主机名转换的方法是:本主机:可用HOSTNAME命令获得本主机名称。主机HOSTS文件:位于SYSTEMROO
3、TSYSTEM32DRIVERSETC目录下。,DNSNetBIOS名称缓存器:位于本地主机RAM中,可用nbtstat c来查看。WINS:Windows Internet Name Service,是一个微软NetBIOS名称服务器。广播LMHOSTS文件:与HOSTS文件位于相同的目录下。使用主机名转换方法的普通使用工具和程序包括Ping、FPT和Web浏览器(HTTP)。NetBIOS名称转换有些微软网络应用程序是为被称为NetBIOS的应用程序接口(API)而写的。程序员使用一个普通接口帮助应用程序更好地与网络上的其他计算机进行通信。这些程序被称为NetBIOS应用程序。NetBIO
4、S应用程序使用NetBIOS名称,也称为计算机名称。在缺省情况下,NetBIOS名主机名相同。NetBIOS有6中方法将NetBIOS名称转换为IP地址。如果这6种方法执行后仍不能转换,就向用户显示一个出错信息。NetBIOS的6种名称转换方法是:NetBIOS名称缓存器WINS,广播LMHOSTS文件主机文件DNS使用NetBIOS名称转换方法的应用程序有Windows Explorer、NT Explorer和微软的网络应用程序(如net use和net view命令)。NetBIOS名称转换方法和主机名称转换方法的比较在查找TCP/IP配置问题时,必须知道应用程序使用哪类名称转换。两种方
5、法有类似的地方。但方法被使用的顺序不同,每种方法采取独特的路径将名称转变为IP地址。下表列出了两类转换使用方法的顺序。,表中列出的某些方法只适用于试图转换的计算机正在使用微软的TCP/IP客户机时。有可能客户机没有设置某种转换方法,如客户机没设置使用WINS作为转换方法,这个方法就被忽略。只有微软的客户机有NetBIOS名称。总之,命名体系包括两种,一种是NetBios名称:包含16个字符,前15个用户指定,第16个用作名称后缀。每个NetBios名称必须唯一。另一种是 DNS名称:两部分组成,前面是主机名,后面是域名。主机名最多可以有255个字符,可包含字母和数字符号、连字符和句点,可以对同
6、一计算机分配多个主机名。DNS是当今Internet的基础架构,众多的网络服务(如Http,Ftp,Email等等)都是建立在DNS体系基础之上的。权威人士指出:一旦你理解了DNS,你才真正懂得了Internet。因此,DNS的重要性是不言而喻的。,11.2 DNS的引入,DNS(Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写,是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统,它用于TCP/IP网络,主要是用来命名计算机服务器,(如)代替枯燥而难记的IP地址(如“202.38.80.200”)以定位相应的计算机和相应服务。因此,要想让名称能被网络所认识,需要在名称和IP地址之间
7、有一位“翻译官”,能将相关的域名翻译成网络能接受的相应IP地址。DNS就起这样的作用。域名系统域名系统是一个分布式数据库,它是本地负责控制整个分布式数据库的部分段。每一段中的数据通过客户/服务器模式在整个网络上均可存取,通过采用复制技术和缓存技术使得整个数据库可靠的同时,又拥有良好的性能。域名服务器包含数据库的部分段的信息,并可提供给被称之为解析器的客户来访问。DNS的数据库结构形成一个倒立的树状结构,根的名字用空字符串来表示,但在文本中用“.”来书写。树的每一个节点都表示整个分布式数据库中的一个区(zone),每个区可再进一步划分成域(domain),每个域都有一个标识(LABEL),标明了
8、它与父域的关系。域有一个域名(domain name),给出它在整个分布式数据库中的位置。在DNS中,域名全称是从该域到根的标识序列,以“.”分隔这些标识。该标识最多可包含63个字符。树中每一节点的完整域名为从该节点到根之间路径上的标识序列。,如果根域在节点的域名中出现,该名字看起来就象以点结尾(实际上是以点和空标签作结尾)。这些以点结尾的域名被称之为绝对域名(Absoulte Domain Name),不以点结尾的域名被称之为相对域名。域(Domains)即为树状域名空间中的一棵子树,域的域名同该子树根节点的域名一样,也就是说,域的名字就是该域中最高层节点的名字。举例来说,域的顶端就是名为的
9、节点。在DNS中,每个域分别由不同的组织进行管理。每个组织都可以将它的域再分成一定数量的子域并将这些子域委托给其他组织进行管理。域既能包括主机又能包括其他域(它的子域)。域名被用做DNS数据库中的索引.子域中任何域名被认为是域的一部分。事实上,主机即为域,域名仅是DNS数据库中的索引,“主机”可由指向相关主机信息的域名来索引,域包含所有其域名在该域的主机。在域名树中,叶节点的域通常代表主机,它们的域名可指向网络地址,硬件信息和邮件路由信息。在树内的节点,其域名既可命名一台主机,也可指向有关该域的子孙或子域的结构信息。在域名树中的内部域名并不受唯一性限制,它们既可表示它们所对应的域,又可代表网络
10、中某台特定的主机.例如,既是sun的域,又是在sun和internet间转发信件的邮件服务器的域名。,Internet域的部分示意图,11.2.2 域名服务器,存储有关域名空间信息的程序被称为域名服务器(name server)。通常域名服务器拥有部分域名空间(称之为区zone)的完整信息。域名服务器可以拥有多个区的授权。区与域的关系区包含了域中除了代理给别处的子域外所含有的所有域名和数据。如果域的子域没有被代理出去,则该区包含该子域名和子域中的数据。DNS定义了两类域名服务器:primary Master 和 secondary Master。PM域名服务器从它所运行的主机上的文件获得它所负
11、责的区的数据,SM域名服务器则是从其它的具有该区授权的域名服务器上获得它的区的数据。SM域名服务器会定期查询PM域名服务器以保证区数据为最新版本。一般情况下,最好设立一台PM域名服务器和若干台SM域名服务器,这样可以分担负载.以及确保区中所有主机都有比较靠近的域名服务器,方便访问。,11.2.3 解析器,运行在主机上并需要域名空间信息的重新需要解析器(Resolver),在bind中解析器仅仅是一组库例程,并编译进象telnet和ftp这样的程序中。它们并非独立的进程。解析器所做的工作是,汇集查询,发送查询并等待应答,未得到应答时重发查询。11.2.4 地址到域名的映射在域名空间的数据是通过名
12、字来进行索引的,找到一个给定域名的地址相对容易。但是要找到映射给一定地址的域名就要在树上的每一个域名空间作穷尽搜索。如果这样的话,效率将相当低。为了解决这个问题,创建一个以地址为索引的域名空间,这部分名字空间被称为in-addr.arpa域。in-addr.arpa域中的节点以Doted-octet(将32bitIP地址表示为由“.”分隔开的四个8bit 的十进制形式的方法)形式表示IP地址。IP地址在名字空间以相反的方向表示,因为名字从叶读到根。例如,的IP地址为,则相应的in-addr.arpa子域为,使IP地址中的第一个字节出现在树的最高层使的管理员有能力沿着网络联接将in-addr.a
13、rpa域代理出去。例如可以被代理给网络的管理员。,逆向解析实质上是将IP地址表达成一个域名,这样逆向解析的很大部分(包括服务器通信端,算法甚至软件)就可以纳入正向解析之中。即用正向解析的方法解决逆向解析的问题。例如,在SUN的Solaris 2.4 版本中专门有一个逆向映射的文件,即:host.rev,用于逆向解。其内容格式如下:120.128.in-addr.arpaINSOA99.16INPTR98.16INPTR.11.2.5 缓存与生存期名字服务器在处理递归查询时,可能要进行多次查询才能得到信息,在这过程中,名字服务器可以获得很多有关域名空间的信息,名字服务器将所以这些信息都缓存起来以
14、加速以后的查询.除了加速查询外,缓存还使得我们不必再次查询根名字服务器,这样可使得我们不必过分依赖根名字服务器而大大减轻根名字服务器的负载。生存期(TTL)为所容许的名字服务器对数据缓存的时间长度,一旦生存期到了,名字服务器必须丢弃缓存数据并从授权的名字服务器中重新获取新的数据.这样可以确保域数据在整个网络上的一致性。,11.3 DNS服务的原理,11.3.1 工作过程Internet的域是一个树型结构,根接点由一个“.”表示,下面位高层域(例如:cn,jp,com,net,org.),在往下有第二层、第三层或更多的层次,例如中net为高层,qysl为第二层,就是主机名了。DNS是一个巨大的分
15、布式数据库。它是通过名字服务器(name server)提供一个指定的域的信息来实现的。在每个区,至少有两个以上的保存其所在区的所有主机授权信息的名字服务器。所以为了获得中www这台机器的IP地址,就必须与区的名字服务器联系。DNS域名采用客户机/服务器模式进行解析。在Windows系列操作系统中都集成了DNS客户机软件。下面以Web访问为例介绍DNS的域名解析过程,如下图所示。,一个完整的域名解析过程如下。(1)在Web浏览器中输入地址http:/(为了说明原理而虚构的域名),Web浏览器将域名解析请求提交给自己计算机上DNS客户机软件。(2)DNS客户机软件向指定IP地址的DNS服务器发出
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