6.2 域名系统 DNS

对应王道教材 6.2 节（教材 P270–P273）· 本节属于 408 考纲范围

域名系统（Domain Name System，DNS）是互联网使用的命名系统，用于将便于人们记忆、具有特定含义的主机名（如 www.cskaoyan.com）转换为便于机器处理的 IP 地址。相比难记的数字形式，人们更倾向于使用具有特定含义的字符串来标识互联网上的计算机。DNS 采用客户/服务器模型，其协议运行在 UDP 之上，使用 53 号端口。

从概念上，DNS 可分为三部分：层次域名空间、域名服务器和解析器。

6.2.1 层次域名空间

互联网采用层次树状结构的命名方法。按照这种命名方法，任何连接到互联网的主机或路由器都有唯一的层次结构名称，即域名（Domain Name）。域（Domain）是名字空间中一个可被管理的划分。域可以进一步划分为子域，子域还可以继续细分，从而形成顶级域、二级域、三级域等层次结构。每个域名由一系列标号组成，各标号之间用点（"."）分隔。

如图 6.3 所示是王道论坛提供 WWW 服务的服务器域名，它由三个标号组成，其中标号 com 是顶级域名，标号 cskaoyan 是二级域名，标号 www 是三级域名。

顶级域名（Top Level Domain，TLD）主要分为以下三大类：

1. 国家顶级域名（ccTLD）：代表国家的域名，如 "cn" 表示中国，"us" 表示美国；
2. 通用顶级域名（gTLD）：常见的包括 "com"（公司）、"net"（网络服务机构）、"org"（非营利性组织）、"edu"（教育机构）和 "gov"（国家或政府机构）等；
3. 基础结构域名（arpa）：用于反向域名解析，即将 IP 地址转换为对应的域名。

在域名系统中，各级域名由其上一级的域名管理机构管理。顶级域名由互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）管理。国家顶级域名下的二级域名由相应国家自行规定和管理。每个组织还可以将其所辖的域名进一步划分为若干子域，并将这些子域委托给其他组织管理。例如，负责管理 cn 域的中国将 edu.cn 子域授权给中国教育和科研计算机网（CERNET）进行管理。

6.2.2 域名服务器 考点

域名到 IP 地址的解析是由运行在域名服务器上的程序完成的。一个服务器负责管辖（或有管理权限）的范围称为区，其范围小于或等于域。一个区内的所有节点必须是连通的，每个区都设有相应的权限域名服务器（也称授权域名服务器），用于保存该区中所有主机的域名到 IP 地址的映射信息。每个域名服务器不仅要能够解析部分域名到 IP 地址的映射，还要能维护指向其他域名服务器的信息：当自身无法完成解析时，要能知道向哪个服务器进一步查询。

DNS 使用大量的域名服务器，它们按层次结构组织。没有任何一台域名服务器包含互联网上所有主机的映射，相反，这些映射分布在所有域名服务器上。有四种类型的域名服务器：

6.2.3 域名解析过程 考点

域名解析是指将域名转换为 IP 地址的过程。当客户端需要进行域名解析时，会通过本机的 DNS 客户端构造一个 DNS 请求报文，并以 UDP 数据报的形式发送给本地域名服务器。域名解析有两种方式：递归查询和迭代查询。

递归查询（图 6.6(a)）：本地域名服务器只需向根域名服务器发起一次查询，后续的查询过程由各级域名服务器之间递归完成。最终，根域名服务器将请求的 IP 地址返回给本地域名服务器，再由本地域名服务器将结果返回给原始主机。由于这种方式会给根域名服务器带来过重负载，实际中几乎不被采用。

迭代查询（图 6.6(b)）：本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用迭代查询。当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求时，要么直接给出所查询的 IP 地址，要么告诉本地域名服务器"你下一步应向哪个顶级域名服务器查询"。随后，由本地域名服务器向该顶级域名服务器发起新的查询。同样，顶级域名服务器收到请求后，要么直接给出所查询的 IP 地址，要么告诉本地域名服务器下一步应当向哪个权限域名服务器查询。如此逐级查询，直到获得目标 IP 地址，最后由本地域名服务器将结果返回给发起查询的主机。