1、例详解 dns 递归和迭代查询原理及过程在互联网中，一个域名的顺利解析离不开两类域名服务器，只有由这两类域名服务器可以提供“权威性”的域名解析。第一类就是国际域名管理机构，也就 InterNIC，主要负责国际域名的注册和解析，第二类就是国内域名注册管理机构，在中国就是 CNNIC 了，主要负责国内域名注册和解析，当然，尽管分为国际和国内，但两者一主一辅，相互同步信息，毕竟最终的目的是在全球任何一个有网络的地方都可 以顺利访问任何一个有效合法的域名，其间的联系就可见一斑了。有的朋友可能会有这个疑问，域名服务器不是有很多吗？为什么说只有 2类呢？是的，ISP 何其多？当我们输入某一网址（或域名），
2、系统将这个域名发送至需要 将其当前已配置的 DNS 服务器，以便转换为 IP 地址进行访问，通常会是当地的公共 DNS 服务器（内网环境可能直接提交到防火墙或路由器上做进一步转发处 理）。公网 DNS 服务器收到此请求后，并非立刻处理，比如转发至上一级的 DNS 服务器（在第一节讲过 DNS 有着很严格的逻辑层次关系），而是首先会查看自 己的 DNS 缓存，如果有这个域名对应的 IP，则直接返回给用户，系统收到这个 IP 后交给浏览器做进一步处理。在这个轮回的过程中，客户端所得到的 DNS 的 回复就是“非权威的性”的，也就是说这个结果并不是来自这个域名所直接授权的 DNS 服务器，而是该记录
3、的副本。简单的说，“非权威性”的应答是从别的 DNS 服务器上复制过来的，与之对应的，就是“权威性”应答则是由域名所在的服务器作出的应答，听起来似乎不易理解，我们来看一个例子。我所在地是深圳，这里的公共 DNS 服务器是 202.96.134.133，我们来检测一下。如下图：这里用到了 nslookup 命令，用来查询当前本机解析域名所依赖的 DNS 服务器，从上图中文名可以得知当前默认的 DNS 解析服务器是 ，对应的 IP 地址为 202.96.134.133，也就是说在这台机子上运行的网络程序，如果需要用到 DNS 域名解析的， 都会将请求到这个服务器上，寻求解析。当然，如果你是在内网，
4、或是其他类型的局域网，在解析时候可能无法顺利得到上图的结果，多半是代理或防火墙的缘故。建议 ADSL 用户可以自测一下，加深印象。现在，我们来解析一个网站的别名记录，以此来了解一下何为“非授权记录”以网易为例吧。如下图：依照上图步骤就完成了一次 CNAME 记录的查询，通过这次小测试，希望大家注意一下几点：1、查询的命令不仅这一种，我们还可以用命令 nslookup -qt=cname ，返回的结果是一样的。 2、查询的对象需要是一个完整的 URL 地址，而并非域名，如果想查询对象写出 ，则默认值返回 这个域的 ns 记录。如下图： 的子域名还有很多，不同的子域名可能对应不用的 NS 服务
5、器，这样做的目的是可以更快的相应客户请求，这就用到的服务器的均衡负载技术了。所以网易的 NS 服务器也肯定不只这一个。可以用命令来证实，如下图：从上图可知，网易的 NS 服务器至少有 2 台。以上所有的信息都是“非权威性”的回应，换句话说，这些记录都保存在深圳的这台 DNS 服务器上，刚才查询的所有结果均来源于此，自然都是副本信息。那如何才能找到最原始的解析记录呢？要想揭开这个疑难，我们需要对DNS 的查询原理有一定的认识。下面是是 DNS 查询的大致步骤：1 首先，客户端提出域名解析请求（无论以何种形式或方法），并将该请求发或转发给本地的 DNS 服务器。 2 接着，本地 DNS 服务器收到
6、请求后就去查询自己的缓存，如果有该条记录，则会将查询的结果返回给客户端。（也就是我们看到的“非权威性” 的应答 ”）。请注意，下面就开始递归查询了： 反之，如果 DNS 服务器本地没有搜索到相应的记录，则会把请求转发到根 DNS（13 台根DNS 服务器的 IP 信息默认均存储在 DNS 服务器中，当需要时就会去有选择性的连接）。 3 然后，根 DNS 服务器收到请求后会判断这个域名是谁来授权管理，并会返回一个负责该域名子域的 DNS 服务器地址。比如，查询 的 IP，根 DNS 服务器就会在负责.com 顶级域名的 DNS 服务器中选一个（并非随机，而是根据空间、地址、管辖区域等条件进行筛
7、选），返回给本地 DNS 服 务器。可以说根域对顶级域名有绝对管理权，自然也知道他们的全部信息，因为在 DNS 系统中，上一级对下一级有管理权限，毫无疑问，根 DNS 是最高一级了。4 本地 DNS 服务器收到这个地址后，就开始联系对方并将此请求发给他。负责.com 域名的某台服务器收到此请求后，如果自己无法解析，就会返回一个管理.com 的下一级的 DNS 服务器地址给本地 DNS 服务器，也就是负责管理 的 DNS。5 当本地 DNS 服务器收到这个地址后，就会重复上面的动作，继续往下联系。6 不断重复这样的轮回过程，直到有一台 DNS 服务器可以顺利解析出这个地址为止。在这个过程中，客
8、户端一直处理等待状态，他不需要做任何事，也做不了什么。7 直到本地 DNS 服务器获得 IP 时，才会把这个 IP 返回给客户端，到此在本地的 DNS 服务器取得 IP 地址后，递归查询就算完成了。本地 DNS 服务器同时会将这条记录写入自己的缓存，以备后用。到此，整个解析过程完成。客户端拿到这个地址后，就可以顺利往下进行了。但假设客户端请求的域名根本不存在，解析自然不成功，DNS 服务器会返回此域名不可达，在客户端的体现就是网页无法浏览或网络程序无法连接等等。下节中，我将以图解的方式将这个过程体现出来，便于大家形象化的理解递归查询的过程，谢谢。上节里，我们用文字的形式大致描述了 DNS 解析
9、的过程，为了更好的帮助大家理解整个解析过程，我做了一张 DNS 域名解析的分步图，如下：在这个图里，通过 8 个步骤的解析过程就使得客户端可以顺利访问 这个域名，但实际应用中，通常这个过程是非常迅速的，主要由几个方面的原因所决定。1、客户端网络状况是否良好，2、与本地 DNS 连接的速度是否优 秀，3、本地 DNS 上是否有访问地址的缓存等等，如果以上的因素答案都是肯定的，那么访问就会很迅速，上图的步骤也会骤减至 2 个，因为有缓存，所以本地 DNS 服务器会很快告之域名对应的 IP 而实现迅速访问。上图中出现了 2 个陌生的列表，下面就说说这两张表的来历。这里我们结合第九章的内容继续讲解 D
10、NS 的高级属性，如下图：可以看到，在【根提示】选项卡中列出了 13 台根服务器，分别是(am).root- 和对应的 IP 地址，有的是 2 个 IP，后面那个是备选地址，我们可以手动修改这些地址，但一般情况 下，建议不要去动它。如果不小心更改或者删除，我们还是有几个办法修复的。因为这些服务器的地址列表是整个互联网共享的，所以我们可以在网络上找到最新的 根服务器列表。通常在这个链接里：ftp:/ ，也可以通过直接从网络上复制。如下图：在服务器 IP 地址里，我们可以输入 13 个地址中的任意一个，确定后系统会自动连接到该服务器上更新列表。也并非 13 个地址中的一个，如果同网段 内有冗余 D
11、NS，这里就可以输入那台 DNS 的地址，也是可以更新的。前提是，两台DNS 服务器都必须连接到互联网。当然在 DNS 的安装目录下的 CACHE.DNS 文件中也是可以找到的，具体路径如下：C:WINDOWSsystem32dnsCACHE.DNS。以上的方法都可以恢复这 个列表。在回到第一个图中，当本地 DNS 服务器向根 DNS 查询时，它会搜索自己的根 DNS 服务器列表，找到一个连接的地址，比如 d.root- ，这样就联系到了根服务器，当然，连接其他的也可以，没有太大区别。根服务器检测到是.com 域名后，就返回给本地 DNS 服务器一 个 IP 地址，这个 IP 就是负责.com
12、 顶级域名的其中一个服务器，我这里选的是 c.gtld-，同样的，一共有 13 台这样的服务器 负责.com 域名的解析，即(am).gtld-。可能有的朋友疑问，这个是这么知道？OK，要解这部分内容，我们需要用到另一 个工具 dig，这个原本是 Linux 下的 DNS 服务器的调试工具，类似 windows 下的 nslookup，但功能上比后者强很多，我们先做个演示，至于 如何使用，后面会有章节来描述。我们用 dig 命令来跟踪一下到 网站的整个过程，如下图：图中提到的 gTLD，其实这是顶级域名的一个分类，除此之外还有 ccTLD，也就是国家及地区代码顶级域名，即 CountryCo
13、deTLD， 比如.cn 表示中国.hk，表示香港等。上图的 4 个过程其实就是我们从提交请求，到正常访问的过程。上图中还有很多参数没有说明，这部分会再后面章节有详 述。现在我们再来说一下递归查询和迭代查询。在本节的第一张图中，当本地的 DNS 服务器帮助客户端解析 这个地址的 IP 地址的过程中，其实有已经包含了这 2 类查询。从客户端到本地DNS 服务器是属于递归查询。而 DNS 服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。我们模拟一个场景。比如你的老板要去喜来登大酒店，但不知道怎么走，于是问你（你是他的秘书），此时你也不知道，于是问张三，张三也不清楚，让说让你去问 李四，于是你问李四，李四正
14、好知道，然后把线路告诉你，然后你把结果告诉你老板，这样整个问询就完成了。那么这就是个递归的过程。在这个过程中，老板始终 在等待你的答案，而自己却丝毫不关心这档子事，而你就充当了一个代理和中间人的角色，来全权负责此时，你的目的是要把答案找到并反馈给老板。你、张三、李四这三个人之间的信息传递，就是迭代的过程，因为你在问张三的时候，张三并没有像你代替你老板一样去问别人，而只是返回给你一个参考答案。这样的问询方式，我们就称之为迭代查询。在默认情况下 DNS 服务器可以接受来自其他客户机（或其他 DNS 服务器）的迭代或递归查询，如果流量较大的服务器通常都只接受迭代查询，比如 13 台根服务器。因为如果它们对每一个解析请求都代为查询的话，那将会消耗极大的服务器资源，可能会导致服务器过载甚至崩溃。关于 DNS 的迭代和递归查询我们先聊到这里。
