chanong 当我们平时上网想要访问某个网站时，需要在浏览器中输入网址。 我们输入的通常是域名。 要访问一个网站，我们必须知道该网站的IP地址。 这时候我们就需要一些东西来告诉我们域名和IP的映射关系。 域名解析系统——DNS可以实现这个目的。
如果说ARP协议是用来将IP地址转换成MAC地址的话，那么DNS协议就是用来将域名转换成IP地址（IP地址也可以转换成对应的域名地址）。
文本
我们都知道TCP/IP使用IP地址和端口号来确定网络上某个主机上的某个程序。 有人可能会有疑问，为什么不使用域名直接通信呢？
1、由于IP地址是固定长度的，IPv4是32位，IPv6是128位，域名是可变长度，不方便计算机处理。
2、IP地址不方便用户记忆，而域名则方便用户使用。 例如，这是百度的域名。
总结一下，IP地址是给主机用的，而域名是给用户用的。
1什么是DNS
DNS是Name的缩写，即域名解析系统。 它是互联网的核心服务。 作为一个可以将域名和IP地址相互映射的分布式数据库，它可以让人们更方便地访问互联网，而无需记住它。 机器可以直接读取的IP地址。
我们可以将域名系统 (DNS) 视为互联网的电话簿。 人类通过域名（例如 或 ）在线访问信息。 Web 浏览器通过协议 (IP) 地址进行交互。 DNS将域名转换为IP地址，以便浏览器加载资源。
域名服务主要基于UDP实现，服务器的端口号为53。
2DNS域名层次结构
域名系统必须保持唯一性。 为了实现唯一性，互联网在命名时采用了分层命名方式：
1、每个域名（本文仅讨论英文域名）是一个标签序列（），由字母（AZ、az、大小写等价）、数字（0-9）和连接符（-）组成
2. 标签序列总长度不能超过255个字符，并以点的形式划分为各个标签。
3、每个标签长度不能超过63个字符，每个标签可视为一个级别域名。
4、级别最低的域名写在左边，级别最高的域名写在右边。
关于域名的层次结构：
1、所有域名的最后，其实都有一个根域名。 例如，真实域名是，缩写为。 由于根域名 .root 对于所有域名都是相同的，因此通常被省略。
2、顶级域名，如.com、.cn、.net等。
顶级域名分为三类：
一是国家和地区顶级域名。 目前，已有200多个国家按照国家代码分配了顶级域名。 例如中国为cn，日本为jp等；
二是一般顶级域名，如工商企业用.com、网络提供商用.net、非营利组织用.org等。
三是新的顶级域名，如通用的.xyz、.top代表“高端”、.red代表“红色”、.men代表“人民”等一千多种。
3、二级域名，比如这里的baidu，用户可以注册购买。
4. 主机域名，如baike，是用户可分配的。
3DNS 的工作原理
当用户在地址栏输入内容时，DNS解析大约有十个过程，如下：
1、浏览器首先检查自己的缓存中是否有已解析的域名对应的IP地址。 如果是，则决议结束。
例如：在浏览器地址栏中输入://net-/#dns，然后按“Enter”。 该页面将显示当前所有的 DNS 缓存。 通过单击“清除主机缓存”，您可以清除所有 DNS 缓存。
2、如果浏览器缓存中没有对应的解析结果（专业点击尚未命中），浏览器会检查操作系统缓存中是否有对应的解析结果。 操作系统也有域名解析过程。 可以通过c盘下一个叫hosts的文件来设置。 如果在这里指定域名对应的IP地址，浏览器会首先使用这个IP地址。
然而这种操作系统级的域名解析程序也被很多黑客利用，通过修改你的hosts文件的内容，将特定的域名解析到他指定的IP地址，从而造成所谓的域名劫持。 因此，设置hosts文件是为了防止恶意篡改。
3、如果到目前为止域名还没有被命中，那么实际上会请求本地域名服务器（LDNS）来解析域名。 这个服务器通常在你所在城市的某个角落，离你不是很远，而且该服务器的性能非常好。 域名解析结果一般都会被缓存。 大约80%的域名解析都是在这里完成的。
4、如果LDNS仍然无法命中，则直接跳转到根域名服务器请求解析。
5、根域名服务器向LDNS返回查询域的主域名服务器（gTLD，国际顶级域名服务器，如.等）地址。
6. 此时，LDNS 向上一步返回的主域名服务器（gTLD）发送请求。
7、接受请求的主域名服务器gTLD搜索并返回该域名对应的Name的地址。 该名称是网站注册的域名服务器。
8、Name根据映射关系表找到目标IP，返回给LDNS。
9. LDNS缓存该域名和对应的IP。
10、LDNS将解析结果返回给用户，用户根据TTL值缓存在本地系统缓存中。
总结：
简而言之，域名的 DNS 记录将有两个本地缓存：浏览器缓存和操作系统 (OS) 缓存。 在浏览器中访问时，会首先访问浏览器缓存。 如果未命中，则会访问操作系统缓存，最后访问DNS服务器（通常由ISP提供）。 然后DNS服务器会递归查找域名记录然后返回。
4DNS消息结构
DNS 消息格式标头
本节各字段含义如下：
Flags字段中各个字段的含义如下：
二维码（1位）
查询/响应标志，0为查询，1为响应
(4位)
0代表标准查询，1代表反向查询，2代表服务器状态请求。
AA（1位）
表示授权回答
TC（1位）
表示可截断
读值（1位）
表示预计会出现递归
RA（1位）
表示可以递归
r代码(4位)
表示返回码，0表示没有错误，3表示名称错误，2表示服务器错误（ ）
AA () - 该位在响应时有意义，表示给出响应的服务器是查询域名的授权解析服务器。 请注意，由于别名的存在，响应中可能存在多个主域名。 AA 位对应于请求名称，或者响应中的第一个主域名。
TC () - 用于指示消息长于允许的长度并被截断。
RD ( ) - 该位在请求时设置，并返回响应中使用的相同值。 如果设置了RD，则建议域名服务器进行递归解析，支持递归查询是可选的。
RA 支持递归 ( ) - 在响应中设置或删除该位以指示服务器是否支持递归查询。
RCODE 响应代码（code）——这4位在响应消息中设置，其含义如下：
0 没有错误。
1 消息格式错误(error) - 服务器无法理解所请求的消息。
2 服务器故障 ( ) - 由于服务器问题无法处理请求。
3 名称错误 - 仅对授权域名解析服务器有意义，表示解析的域名不存在。
4 未实现（Not） - 域名服务器不支持查询类型。
5 () - 由于设置的策略，服务器拒绝给出回复。 例如，服务器不想响应某些请求者，或者服务器不想执行某些操作（例如区域传输区域）。
6-15 保留值，尚未使用。
查询报文格式
本节各字段含义如下：
查询名称 QNAME 要搜索的名称是一个或多个标识符的序列。 每个标识符使用第一个字节的计数值来指示后续标识符的字节长度。 每个名称都以最后一个字节为 0 结尾。长度为 0 的标识符是根标识符。 单个标识符的最大长度为 63 字节。
查询类型 QTYPE 每个问题都有一个查询类型。 2个字节表示查询类型，该值可以是任何可用的类型值，通配符代码表示所有资源记录。
DNS 查询类型有 20 种。 常用的五种查询类型是 A、NS、CNAME、PTR 和 MX。 下面分别介绍这五种类型：
1）A：从DNS域名到IP地址的查询，即正向查询，在编程中通过函数实现。
2）PTR：从IP到域名的查询，即反向查询，在编程中使用函数。
3）NS：查询已解析的名称服务器（Name）。
4) CNAME：查询DNS的别名。
5) MX：邮箱服务器查询。
响应消息格式
资源记录部分是指DNS消息格式中的最后三个字段，包括答案问题区字段、权威名称服务器区字段和附加信息区字段。 这三个字段中的每一个都采用称为资源记录的格式，如图所示。
资源记录格式中各个字段的含义如下：
资源记录部分仅出现在DNS响应包中。
5实战
设置拓扑环境如下：
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