DNS 基础知识及 Linux DNS 服务器操作知识 | 资料

本文包括理解 DNS 所需的基础知识及 Linux DNS 服务器的安装、配置和维护具体操作相关知识。

一、DNS域名结构与域名服务器

域名系统DNS(Domain Name System)是因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换成为IP地址。域名系统其实就是名字系统。为什么不叫“名字”而叫“域名”呢？这是因为在这种因特网的命名系统中使用了许多的“域(domain)”，因此就出现了“域名”这个名词。“域名系统”明确地指明这种系统是应用在因特网中。

1、域名结构

在了解DNS服务器之前，需要先了解因特网上的域名空间结构，具体如下图所示：

顶级域名是域名的最后一个部分，即是域名最后一点之后的字母，例如在http://example.com 这个域名中，顶级域是.com(或.COM)，大小写视为相同。

二级域名是域名的倒数第二个部分，例如在http://example.com 这个域名中，二级域名是example。以此类推。

2、域名服务器

因特网上的DNS服务器按照层次安排，根据不同层次的域名服务器所起的作用，可以把域名服务器分为4种不同的类型。

【根域名服务器】

最高层次的域名服务器(就好像国家总理一样)，也是最重要的域名服务器。全球有13个根域名服务器名称，分别是(它们是按照字母排列命名的)：

• a.root-servers.net.

• b.root-servers.net.

• c.root-servers.net.

• d.root-servers.net.

• e.root-servers.net.

• f.root-servers.net.

• g.root-servers.net.

• h.root-servers.net.

• i.root-servers.net.

• j.root-servers.net.

• k.root-servers.net.

• l.root-servers.net.

• m.root-servers.net.

当然，并不是一个名字对应一台物理服务器的地址，一个根服务器的名字可以作为入口对应一组服务器集群来提供域名解析服务。

【顶级域名服务器】

就好像国家总理下面的各个省长，管辖省级单位。在DNS中，它们负责管理在该顶级域名服务器注册的下一级域名(二级域名)。所有顶级域名服务器的名称和IP地址是在根服务器注册的，也就是说，根域名服务器知道所有的顶级域名服务器的名称和IP地址。

【 权威域名服务器】

负责一个区的域名服务器，就好像省长以下的那些市长、镇长、乡长等行政官。顶级域名服务器也可以算作是权威域名服务器，只不过由于其特殊性，我们专门把它划分为一类。因此权威域名服务器通常是指顶级域名以下的管理二级、三级、四级等域名的服务器。

上面三种服务器的关系可以用这张图表示：

【本地域名服务器】

这类服务器不属于上面的层次结构，当一个主机(个人电脑)发出DNS请求时，查询请求就被发送到本地域名服务器，本地域名服务器负责回答这个查询，或者代替主机向域名空间中不同层次的权威域名服务器查询，再把查询的结果返回给主机。

下面的图示表示了一个域名的解析过程以及各个类型的域名服务器所处的位置。

3、为什么要使用DNS服务器

域名服务器提供了从域名到IP地址的解析服务，因特网上的域名数量极大，不可能所有的域名信息都保存在一个域名服务器中，也不能上述每个节点都采用一个域名服务器。在实际的公网DNS系统中，域名服务器采用划分区的方式来管理。

一个服务器所负责管辖的范围叫做区(zone)，如果我们把域名空间结构中的根比作国家，顶级域名比作省级行政单位，二级域名看作是市级单位、三级、四级看作是镇和乡，那么自然地，我们会想到管辖国家的是总理，管辖省级单位的是省长，下面还有市长、镇长等等。

假设一个域http://abc.com 的层次结构如图分布。

如果采用(a)的方式，那么整个从abc这个节点以下的子树成为一个区，它们由一个(通常是1组)域名服务器管理，就好像http://abc.com 是一个北京市，下面所有事务都有北京市长说了算;

如果采用(b)的方式，那么abc节点以下的字数分成了两个区：x节点以下的部分的子树和y节点以下的子树，这两棵子树分别有x和y对应的域名服务器管理，就好像http://abc.com 是一个福建省，x是福州市，y是厦门市，福建省的省长只管理福州市和厦门市的市长，但不会直接管理福州市和厦门市以下的单位。福州市和厦门市以下的单位分别给福州市市长和厦门市市长来管辖。

像这种把一个域中的一部分子树分给另一个域名服务器管辖，叫做“授权委托”，做了“授权委托”以后的域名服务器很显然管理的范围就小了，它的子节点由被委任的下一级域名服务器管理了。

因特网上的域名结构呈树状分布，因此DNS服务器也是对应的树形结构，每一个DNS服务器能够提供部分域名(它管辖的域名)到IP地址的解析。

4、DNS查询

查询方式

递归查询：客户机向自己的DNS服务器请求解析的方式

迭代查询：服务器向服务器查询的方式

主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。所谓递归查询就是：如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询的域名的IP地址，那么本地域名服务器就以DNS客户的身份，向其它根域名服务器继续发出查询请求报文(即替主机继续查询)，而不是让主机自己进行下一步查询。因此，递归查询返回的查询结果或者是所要查询的IP地址，或者是报错，表示无法查询到所需的IP地址。

本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。迭代查询的特点：当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地服务器进行后续的查询。根域名服务器通常是把自己知道的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器，让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器下一步应当向哪一个权限域名服务器进行查询。最后，知道了所要解析的IP地址或报错，然后把这个结果返回给发起查询的主机。

下图给出了这两种查询的差别

DNS解析的顺序：（由/etc/nsswitch.conf决定）

1.  本机缓存

2. 本机/etc/hosts文件

a) 格式：IP  FQDN  Alais

3. 指定的DNS服务器缓存

a) 清空缓存：rhdc flush

4. 指定的DNS服务器（/etc/resolv.conf）

a) 格式：

#     search      example.com

#     nameserver 202.103.24.68

#     nameserver 202.103.149.50

DNS查询命令

1.  gethostip

a)是syslinux包的组成部分

b)通过hosts文件和DNS解析主机名到IP

c)把IP计算成8位的16进制在PXE中有特殊用途

2.  host

a)仅通过DNS查询

b)查询主机名到IP的解析

3.  nslookup

a)windows的解析工具,linux中通用，目前较少使用

b)提供简单的正反和反向解析查询

4.  dig

a)linux中功能强大的查询工具，可以查询更加详细的信息，使用最广泛

b)可以追踪到非权威的DNS

5、DNS 服务器的类型

一共有三种 DNS 服务器。

主 DNS 服务器

这些服务器上存放了特定域名的配置文件，并且基于此权威地规定了特定域名的地址。主 DNS 服务器知道全部在它管辖范围的主机和子域名的地址。

辅助 DNS 服务器

这些服务器作为主 DNS 服务器的备份，也承担一定负载。主服务器知道辅助 DNS 服务器的存在，并且会向他们推送更新。

缓存 DNS 服务器

这些服务器上不存放特定域名的配置文件。当客户端请求缓存服务器来解析域名时，该服务器将首先检查其本地缓存。如果找不到匹配项便会询问主服务器。接着这条响应将被缓存起来。您也可以轻松地将自己的系统用作缓存服务器。

二、Linux DNS 服务器安装、配置和维护

1、搭建 Linux DNS 服务器

Linux 下有很多实现了 DNS 功能的包，不过我们只关注 BIND DNS 服务器。它用于世界上大多数 DNS 服务器。

如果你在使用基于 Red Hat 发行版的 Linux，比如 CentOS，可以像这样安装：$ dnf -y install bind

如果你使用基于 Debian 的操作系统，比如 Ubuntu：$ apt-get install bind9

安装完成之后就可以启动它并让它在计算机启动的时候一并启动起来。

$ systemctl start named

$ systemctl enable named

2、配置 BIND

这个服务使用 /etc/named.conf 作为配置文件。

BIND 在那个文件中使用像下面这样的一些语句：

• options: 用于全局 BIND 配置。

• logging: 配置哪些需要记录，哪些需要忽略。我推荐你看看 Linux syslog server。

• zone: 定义 DNS 区域。

• include: 在 named.conf 中包含另一个文件。

在 options 语句中可以看到 BIND 的工作目录在 /var/named。

zone 语句可用于定义 DNS 区域，比如域名 google.com，它包含子域名 mail.google.com 和 analytics.google.com。

上述三个域名 (主域名和子域名) 都有一个由 zone 语句定义的区域。

3、定义一个主域服务器

我们知道 DNS 服务器类型有主域名服务器、辅助域名服务器和缓存域名服务器。不同于缓存域名服务器，主域名服务器和辅助域名服务器在应答过程中是处于同等地位的。

在 /etc/named.conf 的配置文件中，你可以使用如下语法定义一个主域服务器：

zone    'likegeeks.com' {

type master;

file likegeeks.com.db

};

包含主要区域信息的文件存放在 /var/named 目录下，从 options 可知，这是一个工作目录。

注意：软件服务器或者托管面板会根据你的域名自动为你创建主域服务器信息的文件名，因此如果你的域名是 example.org，那么你主域服务器信息的文件就为 /var/named/example.org.db。

类型为 master，也就是说这是一个主域服务器。

4、定义一个辅助域服务器

同定义一个主域服务器一样，辅助域服务器的定义稍微有些变化：

zone    'likegeeks.com' {

type slave;

masters IP Address list; ;

file likegeeks.com.db

};

对于辅助域服务器来说，它的域名和主域服务器是一样的。上述语法里的的 slave 类型表示这是一个辅助域服务器，“masters IP Address list” 表示辅助域服务器中区域文件内的信息都是通过主域服务器中区域文件内的信息复制过来的。

5、定义一个缓存服务器

即使你已经配置了主域或者辅助域服务器，你仍有必要（不是必须）定义一个缓存服务器，因为这样你可以减少 DNS 服务器的查询次数。

在定义缓存服务器之前，你需要先定义三个区域选择器，第一个：

zone      '.' IN {type hint;file 'root.hint';};

zone      '.' IN {type hint;file 'root.hint';};

zone      '.' IN {type hint;file 'root.hint';};

zone      'localhost' IN {type master;file 'localhost.db';};

定义第三个区域是为了反向查找到本地主机。这种反向查找是把本地的 IP 地址指向本地主机。

zone      '0.0.127.in-addr.arpa' IN {

type master;

file '127.0.0.rev';

};

把这三个区域信息放到 / etc/named.conf 文件里，你的系统就可以以缓存服务器来工作了。但是如何引用类似 likegeeks.com.db, localhost.db, 和 127.0.0.rev 这些文件中的内容呢？

这些文件包含具有某些选项的每个区域的 DNS 记录类型。那么，这些 DNS 记录类型是什么以及它们是如何写的？

6、DNS 记录类型

数据库文件包含诸如 SOA、NS、A、PTR、MX、CNAME 和 TXT 在内的记录类型。

我们看看每一种类型都是如何记录的吧。

SOA：起始授权机构记录

SOA 记录按如下形式开始描述一个站点的 DNS 条目：

example.com.   86400  IN   SOA   ns1.example.com.   mail.example.com.  (

2017012604 ;serial

86400 ;refresh, seconds

7200 ;retry, seconds

3600000 ;expire, seconds

86400 ;minimum, seconds

)

第一行以域名 example.com 开始，以句号结束——该语句和 / etc/named.conf 文件中的区域定义是一致的。我们要始终记得，DNS 配置文件是极其挑剔的。

IN 告诉域名服务器：这是一条网络记录。

SOA 告诉域名服务器：这是一条起始授权机构记录。

ns1.example.com. 是该文件所在域的域名服务器的完全合格域名（FQDN: Fully Qualified Domain Name)。

mail.host.com. 是域管理员的邮箱地址。你会发现这个邮箱地址没有 “@” 标志，而是被句号所取代，并且末尾还有一个句号。

第 2 行是一个序列码，它被用来告诉域名服务器文件是什么时候升级的。因此，如果你对区域码做了变更，你必须对这个序列码进行递增。这个序列码的格式是 YYYYMMDDxx ，其中的 xx 是从 00 开始的。

第 3 行是每秒刷新率。这个值被用来告诉第二个域名服务器查询主服务器中的记录是否已经被更新的频率。

第 4 行是每秒重试的频率。如果第二个服务器多次尝试连接主域名服务器来进行更新检测，但无法连接上的时候，第二个服务器就会在每秒内重试指定的数值次数。

第 5 行是超时指示。其目的是为了第二个服务器能将区域数据缓存下来。这个值告诉这些服务器如果它们不能连接到主服务器来进行更新，那么它们就会在这个指定数值秒数之后抛弃这个值。

第 6 行告诉缓存服务器，如果它们不能连接到主域名服务器时，它们应该在超时前等待多久。

NS: Name Server Records(名称服务器记录)

NS 记录用于指定哪个名称服务器维护该域的记录。

你可以这样编写的 NS 记录：

IN      NS     ns1.example.com.

IN      NS     ns2.example.com.

并不需要有 2 个 NS 记录，但是通常偏好有备份名称服务器。

A 和 AAAA: Address Records（地址记录）

A 记录用于提供从主机名到 IP 地址的映射 support IN A 192.168.1.5。

如果你在地址为 192.168.1.5 上的 support.example.com 上有一个主机，你可以像上面的例子那样输入。

请注意，我们所写的主机并没有句号。

PTR: Pointer Records（指针记录）

PTR 记录用于执行反向名称解析，允许某人指定 IP 地址然后找出对应的主机名。

这与 A 记录的功能相反：192.168.1.5 IN PTR support.example.com.

在这里，我们键入具有点号的完整主机名。

MX: Mail Exchange Records（邮件交换记录）

MX 记录告诉其他站点关于你所在域的邮件服务器地址：example.com. IN MX 10 mail.

当然这个域以句号结束。数字 10 是邮件服务器的重要性标志，如果你拥有多个邮件服务器，其中较小的数字不太重要。

CNAME: Canonical Name Records（权威名称记录）

CNAME 记录允许你为主机名创建别名。当你想提供一个易于记住的名称时，这很有用。

假设某个站点具有一个主机名为 whatever-bignameis.example.com 的 Web 服务器，并且由于系统是 Web 服务器，因此可以为主机创建一个名为 www 的 CNAME 记录或者别名。

你可以创建名为 www.example.com 的域名创建 CNAME 记录：

whatever-bignameis  IN   A   192.168.1.5

www   IN   CNAME   whatever-bignameis

第一行通知 DNS 服务器关于别名的位置。第二行创建一个指向 www 的别名。

TXT 记录

您可以将任何信息存储到 TXT 记录中，例如你的联系方式或者你希望人们在查询 DNS 服务器时可获得的任意其他信息。

你可以这样保存 TXT 记录：example.com. IN TXT ” YOUR INFO GOES HERE”.

此外，RP 记录被创建为对 host 联系信息的显式容器：example.com. IN RP mail.example.com. example.com。

7、DNS TTL 值

在 / etc/named.conf 文件的顶部，这里有一个 $TTL 条目。

该条目告诉 BIND 每个单独记录的 TTL 值（time to live，生存时间值）。

它是以秒为单位的数值，比如 14,400 秒（4 个小时），因此 DNS 服务器最多缓存你的域文件 4 个小时，之后就会向你的 DNS 服务器重新查询。

你可以降低这个值，但是默认值通常是合理的。除非你知道你正在做什么。

8、捕获配置错误

当您写入域文件时，也许您忘记了一个句号或空格或其他任意错误。

你可以从日志诊断 Linux DNS 服务器错误。BIND 服务通过 / var/log/messages 上的错误，可以使用 tail 命令来查看实时错误日志，须使用 - f 选项：$ tail -f /var /log/messages。

因此，当你编写域文件或修改 / etc/named.config 并重新启动服务时，显示错误之后，你可以从日志中轻松识别错误类型。

9、Host 命令

在你成功添加或修改记录后，可以使用 host 命令查看主机是否正确解析。

host 命令允许你将主机名解析为 IP 地址：$ host example.com。

此外，你可以执行反向查找：$ host 192.168.1.5。

你可以 this 在此篇文章 https://likegeeks.com/linux-network-commands/ 中查看更多关于 host 和 dig 命令的信息。

10、Whois 命令

whois 命令用于确定域名的所有权及其拥有者的 e-mail 地址和联系电话：$ whois example.com.

11、Rndc 命令

rndc 工具可用于安全地管理名称服务器，因为与服务器的所有通信均通过数字签名进行身份验证。

此工具用于控制名称服务器和调试问题。你可以通过以下方式检查 Linux DNS 服务器的状态：$ rndc status。

此外，如果你更改任何域 (zone) 文件，您可以重新加载服务，而无须重启命名服务：$ rndc reload example.com。

在这里，我们重新加载 example.com 域文件。你可以重新加载所有域：$ rndc reload。

或者你可以添加新的域或更改服务的配置。你可以重新加载配置，如下所示：$ rndc reconfig。

12、Linux DNS 解析器

我们已经知道 Linux DNS 服务器的工作原理以及如何配置它。另一部分当然是与 DNS 服务器交互的（正在与 DNS 服务器通信以将主机名解析为 IP 地址的）客户端。

在 Linux 上，解析器位于 DNS 的客户端。要配置解析器，可以检查 / etc/resolv.conf 这个配置文件。

在基于 Debian 的发行版上，可以查看 / etc/resolvconf/resolv.conf.d / 目录。

/etc/resolv.conf 文件中包含客户端用于获取其本地 DNS 服务器地址所需的信息。

第一个表示默认搜索域，第二个表示主机名称服务器 (nameserver) 的 IP 地址。

名称服务器行告诉解析器哪个名称服务器可使用。只要你的 BIND 服务正在运行，你就可以使用自己的 DNS 服务器。