DNS服务详解

DNS服务原理详解

DNS:Domain Name Service 域名解析服务

因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析。

我们在访问一个网站的时候，只要输入该网站的网址就会跳转到该网站页面，而实现这一过程就需要DNS服务器将域名解析为IP地址，进而实现数据通信。

监听端口： udp/53，tcp/53

应用程序： BIND （Bekerley Internat Name Domain 国际域名）

一、DNS域名

根域

一级域名：Top Level Domain: com, edu, mil, gov, net, org, int,arpa

组织域：.com, .org, .net, .mil, .edu, .gov, .info, .cc, .me, .tv

国家域：.cn, .us, .uk, .jp, .tw, .hk, .iq, .ir

反向域：.in-addr.arpa

最多127级域名

ICANN（The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）互联网名称与数字地址分配机构，负责在全球范围内对互联网通用顶级域名（gTLD）以及国家和地区顶级域名（ccTLD）系统的管理、以及根服务器系统的管理

DNS域名结构

二、DNS查询类型：

递归查询 客户端向小区DNS服务器查询，负责到底，返回总结果

迭代查询 根域 -> 二级域 -> 三级域… 一级一级的反馈，负责部分，返回部分结果

名称服务器：域内负责解析本域内的名称的主机

根服务器：13组服务器 10在美国，主根在美国

解析类型：

FQDN –> IP FQDN完整主机名

IP –> FQDN

注意：正反向解析是两个不同的名称空间，是两棵不同的解析树

补充：上级DNS服务器有下级的DNS服务器地址，下级没有上级的地址；

新增ipv6 25组DNS服务器，中国有1主3辅。

三、DNS服务器类型：

主DNS服务器

从DNS服务器 多个容错能力

缓存DNS服务器（转发器）

主DNS服务器：管理和维护所负责解析的域内解析库的服务器

从DNS服务器：从主服务器或从服务器“复制”（区域传输）解析库副本

序列号：解析库版本号，主服务器解析库变化时，其序列递增

刷新时间间隔：从服务器从主服务器请求同步解析的时间间隔

重试时间间隔：从服务器请求同步失败时，再次尝试时间间隔

过期时长：从服务器联系不到主服务器时，多久后停止服务

否定答案的缓存时长

“通知”机制：主服务器解析库发生变化时，会主动通知从服务器

区域传输：

完全传输：传送整个解析库

增量传输：传递解析库变化的那部分内容

Domain: Fully Qualified Domain Name

正向：FQDN –> IP

反向: IP –> FQDN

负责本地域名的正向和反向解析库

正向区域

反向区域

四、DNS解析

一次完整的查询请求经过的流程：

Client –>hosts文件 –>DNS Service Local Cache –> DNS Server(recursion) –> Server Cache –> iteration(迭代) –> 根–> 顶级域名DNS–>二级域名DNS…

解析答案：

肯定答案：

否定答案：请求的条目不存在等原因导致无法返回结果

权威答案：aa 表示是自身知道的结果，不是问来的，如下图

非权威答案：

五、资源记录

区域解析库：由众多RR组成：

资源记录：Resource Record, RR

记录类型：SOA, A, AAAA, PTR, NS, CNAME, MX…

SOA：Start Of Authority，起始授权记录；一个区域解析库有且仅能有一个SOA记录，必须位于解析库的第一条记录

A：internet Address，作用，FQDN –> IPv4

AAAA: FQDN –> IPv6

PTR: PoinTeR，IP –> FQDN

NS: Name Server，专用于标明当前区域的DNS服务器,（包括总数，主，从）

CNAME：Canonical Name，别名记录大部分网站www都是别名

MX: Mail eXchanger，邮件交换器

资源记录

资源记录定义的格式：

语法：name [TTL] IN rr_type（上述几种资源记录） value（有多个）

注意：

(1) TTL可从全局继承，默认秒单位 没有明确声明TTL时默认用公用

(2) @可用于引用当前区域的名字 例magedu.com

(3) 同一个名字可以通过多条记录定义多个不同的值，此时DNS服务器会以轮询方式响应可以分流，均衡负载

(4) 同一个值也可能有多个不同的定义名字；通过多个不同的名字指向同一个值进行定义；此仅表示通过多个不同的名字可以找到同一个主机

SOA记录

value: 有多部分组成

(1) 当前区域的主DNS服务器的FQDN，也可以使用当前区域的名字；名字随便写，跟下文对应即可

(2) 当前区域管理员的邮箱地址；但地址中不能使用@符号，一般用.替换，例如linuxedu.magedu.com

(3) 主从服务区域传输相关定义以及否定的答案的统一的TTL

序列号：解析库版本号，主服务器解析库变化时，其序列递增 手动更改

刷新时间间隔：从服务器从主服务器请求同步解析的时间间隔

重试时间间隔：从服务器请求同步失败时，再次尝试时间间隔

过期时长：从服务器联系不到主服务器时，多久后停止服务

“通知”机制：主服务器解析库发生变化时，会主动通知从服务器

例如：

magedu.com. 86400 IN SOA ns.magedu.com. nsadmin.magedu.com.

(

2015042201 ;序列号（大小有限，手动更改后从DNS服务器才会识别，更新改变）

2H ;刷新时间

10M ;重试时间

1W ;过期时间

1D ;否定答案的TTL值

)

注：下一行的记录可以继承上一行的记录

rndc reload 重新读取配置文件

NS记录

value: 当前区域的某DNS服务器的名字，例如ns.magedu.com.

注意：一个区域可以有多个NS记录

例如：

magedu.com. IN NS ns1.magedu.com.

magedu.com. IN NS ns2.magedu.com.

注意：

(1) 相邻的两个资源记录的name相同时，后续的可省略 (2) 对NS记录而言，任何一个ns记录后面的服务器名字，都应该在后续有一个A记录

MX记录

value: 当前区域的某邮件服务器(smtp服务器)的主机名

一个区域内，MX记录可有多个；但每个记录的value之前应该有一个数字(0-99)，表示此服务器的优先级；数字越小优先级越高

例如：

magedu.com. IN MX 10 mx1.magedu.com.

IN MX 20 mx2.magedu.com.

注意：

(1) 对MX记录而言，任何一个MX记录后面的服务器名字，都应该在后续有一个A记录

dig -t mx magedu.com 查询指定域的邮件服务器。。然后可以冒充发邮件。。。

A记录

value: 主机名对应主机的IP地址

例如：

www.magedu.com.       IN   A   1.1.1.1

www.magedu.com.       IN   A   2.2.2.2

mx1.magedu.com.        IN   A   3.3.3.3  邮件服务器的声明

magedu.com.             IN A   6.6.6.6

$GENERATE 1-254 HOST$       A    1.2.3.$

表示从host1 对应1.2.3.1一直到 host254 对应 1.2.3.254

*.magedu.com.           IN   A   5.5.5.5

避免用户写错名称时给错误答案，可通过泛域名解析进行解析至某特定地址

其它记录

AAAA:

name: FQDN

value: IPv6

PTR:

name: IP，有特定格式，把IP地址反过来写，1.2.3.4，要写作4.3.2.1；而有特定后缀：in-addr.arpa.，所以完整写法为：4.3.2.1.in-addr.arpa.

value: FQDN

例如：

4.3.2.1.in-addr.arpa. IN PTR www.magedu.com.

如1.2.3为网络地址，可简写成：

4 IN PTR www.magedu.com.

注意：网络地址及后缀可省略；主机地址依然需要反着写

别名记录

CNAME：

name: 别名的FQDN

value: 真正名字的FQDN

例如：

www.magedu.com. IN CNAME websrv.magedu.com.

六、子域

子域授权：每个域的名称服务器，都是通过其上级名称服务器在解析库进行授权

类似根域授权tld：

.com. IN NS ns1.com.

ns1.com. IN A 2.2.2.1

magedu.com. 在.com的名称服务器上，解析库中添加资源记录

@ IN NS ns1.magedu.com.

ns1 A 3.3.3.1

glue record：粘合记录，父域授权子域的记录

七、互联网域名

域名注册：

代理商：万网, 新网, godaddy

注册完成以后，想自己用专用服务来解析

管理后台：把NS记录指向的服务器名称，和A记录指向的服务器地址

八、BIND安装

BIND的安装配置：

dns服务程序包:bind，unbound

程序名：named，unbound

程序包：yum list all bind*

bind：服务器

bind-libs：相关库

bind-utils:客户端

bind-chroot: /var/named/chroot/

bind服务器

服务的脚本和名称：

/etc/rc.d/init.d/named /usr/lib/systemd/system/named.service

主配置文件：修改前先备份，注意：cp -a 保留所有属性！！！

/etc/named.conf， /etc/named.rfc1912.zones，请求注解，每个互联网的技术文档都有国际标准 /etc/rndc.key

解析库文件：

/var/named/ZONE_NAME.ZONE

注意：

(1) 一台物理服务器可同时为多个区域提供解析

(2) 必须要有根区域文件； /var/named/name.ca

(3) 应该有两个（如果包括ipv6的，应该更多）实现localhost和本地回环地址的解析库

rndc: remote name domain controller，默认与bind安装在同一主机，且只能通过127.0.0.1连接named进程提供辅助性的管理功能；53/tcp

补充：配置文件中或

/* 开始 /* 一行注释 */

多行注释

*/ 结束

配置文件

主配置文件：

全局配置：options {};

日志子系统配置：logging {};

区域定义：本机能够为哪些zone进行解析，就要定义哪些zone

zone “ZONE_NAME” IN {};

注意：任何服务程序如果期望其能够通过网络被其它主机访问，至少应该监听在一个能与外部主机通信的IP地址上

缓存名称服务器的配置：

监听外部地址即可

dnssec: 建议关闭dnssec，设为no

第一行和最后一行要修改：或者直接用//注释掉

九、配置主DNS服务器

主DNS名称服务器：

在主配置文件中定义区域

（建议放/etc/named.rfc1912.zones文件，专门放区域设置的文件）

zone “ZONE_NAME” IN {

type {master|slave|hint|forward};

file “ZONE_NAME.zone”;

};

(2) 定义区域解析库文件 /var/named/ZONE_NAME.ZONE

出现的内容有例子named.localhost 复制修改

宏定义

资源记录

主配置文件语法检查：

named-checkconf

解析库文件语法检查：

named-checkzone “magedu.com” /var/named/magedu.com.zone

rndc status|reload ;service named reload 重新读取配置文件

主区域示例

$TTL 86400

$ORIGIN magedu.com.

@       IN    SOA    ns1.magedu.com. admin.magedu.com (

2015042201

1H

5M

7D

1D )

IN          NS         ns1

IN          NS         ns2

IN          MX 10   mx1

IN          MX 20   mx2

ns1 IN A        172.16.100.11

ns2 IN A         172.16.100.12

mx1 IN       A        172.16.100.13

mx2 IN       A         172.16.100.14

websrv IN        A         172.16.100.11

websrv IN    A         172.16.100.12

www IN          CNAME      websrv

十、测试命令

测试命令dig

dig [-t type] name [@SERVER] [query options]

dig只用于测试dns系统，不会查询hosts文件进行解析

查询选项：

+[no]trace：跟踪解析过程 : dig +trace magedu.com

+[no]recurse：进行递归解析

测试反向解析：

dig -x IP = dig –t ptr reverseip.in-addr.arpa

模拟区域传送：

dig -t axfr ZONE_NAME @SERVER

dig -t axfr magedu.com @10.10.10.11

dig -t axfr 100.1.10.in-addr.arpa @172.16.1.1

dig -t NS . @114.114.114.114

dig -t NS . @a.root-servers.net

测试命令 host

host [-t type] name [SERVER]

host -t NS magedu.com 172.16.0.1

host -t soa magedu.com

host -t mx magedu.com

host -t axfr magedu.com

host 1.2.3.4

测试命令 nslookup

nslookup命令： nslookup [-option] [name | -] [server]

交互式模式：

nslookup>

server IP: 指明使用哪个DNS server进行查询

set q=RR_TYPE: 指明查询的资源记录类型

NAME: 要查询的名称

十一、反向区域

必须建立，否则后期会影响某些测试，某些邮件服务严重依赖反向区域

区域名称：网络地址反写.in-addr.arpa. 最后点可以省略

172.16.100. –> 100.16.172.in-addr.arpa. arpa 互联网最早名称

(1) 定义区域

zone “ZONE_NAME” IN {

type {master|slave|forward}；

file “网络地址.zone”

};

(2) 定义区域解析库文件

注意：不需要MX,以PTR记录为主

反向区域示例

$TTL 86400

$ORIGIN 100.16.172.in-addr.arpa.

@ IN SOA  ns1.magedu.com. admin.magedu.com. ( 2015042201  1H  5M  7D  1D )

IN NS ns1.magedu.com.

IN  NS    ns2.magedu.com.

11 PTR     ns1.magedu.com.

11 PTR    www.magedu.com.

12   PTR    mx1.magedu.com.

12 PTR www.magedu.com.

13   PTR     mx2.magedu.com.

十二、允许动态更新

会自动更新SOA的序列号，方便从服务器同步

1、修改区域文件，指定的zone语句块中：Allow-update {any;}; any可以换成指定IP

2、chmod 770 /var/named

setsebool -P named_write_master_zones on

3、nsupdate

>server 127.0.0.1

>zone magedu.com

>update add ftp.magedu.com 88888 IN A 8.8.8.8

>send

>update delete www.magedu.com A

>send

测试：dig ftp.magedu.com @127.0.0.1

ll /var/named/magedu.com.zone.jnl 生成新文件，稍后同步到文件中去，不可读

命令可打开此文件，如下：

cat /var/named/magedu.com.zone

动态删除：如下

十三、从服务器

1、应该为一台独立的名称服务器

2、主服务器的区域解析库文件中必须有一条NS记录指向从服务器

3、从服务器只需要定义区域，而无须提供解析库文件；解析库文件应该放置于/var/named/slaves/目录中

4、主服务器得允许从服务器作区域传送

5、主从服务器时间应该同步，可通过ntp进行；

6、bind程序的版本应该保持一致；否则，应该从高，主低

定义从区域的方法：

zone “ZONE_NAME” IN {

type slave;

masters { MASTER_IP; };

file “slaves/ZONE_NAME.zone”;

};

十四、rndc命令

rndc：

rndc –> rndc (953/tcp)

rndc COMMAND

COMMAND:

reload             重载主配置文件和区域解析库文件

reload zonename     重载区域解析库文件

retransfer zonename  手动启动区域传送，而不管序列号是否增加

notify zonenam      重新对区域传送发通知

reconfig            重载主配置文件

querylog        开启或关闭查询日志文件/var/log/message，一般排错用

status              查看级别

trace               递增debug一个级别，越高越详细

trace LEVEL          指定使用的级别

notrace             将调试级别设置为 0

flush               清空DNS服务器的所有缓存记录

十五、子域

子域授权：分布式数据库

正向解析区域子域方法

定义一个子区域：

ops.magedu.com. IN NS ns1.ops.magedu.com.

ns1.ops.magedu.com. IN A 1.1.1.1

fin.magedu.com. IN NS ns1.fin.magedu.com.

ns1.fin.magedu.com. IN A 3.1.1.1

注意：在/etc/named.conf文件中关闭dnssec功能：

dnssec-enable no;

dnssec-validation no;

补充：

子域

方法一：直接修改主服务器的资源记录

方法二：在主服务器上

1、更改区域配置文件

建两个文件/var/named/NAME，修改A记录即可

方法三：子域授权：

十六、转发服务器

注意：被转发的服务器需要能够为请求者做递归，否则转发请求不予进行

(1) 全局转发: 对非本机所负责解析区域的请求，全转发给指定的服务器

Options {

forward first|only; 先转到目标服务器，如果不通再去根 | 只去目标，不行就失败

forwarders { ip;};

};

(2) 特定区域转发：仅转发对特定的区域的请求，比全局转发优先级高

zone “ZONE_NAME” IN {

type forward;

forward first|only;

forwarders { ip;};

};

注意：在主配置文件中

关闭dnssec功能：

dnssec-enable no;

dnssec-validation no;

开启recursion功能：

十七、bind中ACL

bind中基础的安全相关的配置：

acl: 把一个或多个地址归并为一个集合，并通过一个统一的名称调用

格式：

acl acl_name {

ip;

net/prelen;

……

};

示例：

acl mynet {

172.16.0.0/16;

10.10.10.10;

};

bind有四个内置的acl:

none  没有一个主机

any    任意主机

localhost   本机

localnet   本机的IP同掩码运算后得到的网络地址

注意：只能先定义，后使用；因此一般定义在配置文件中，处于options的前面

访问控制

访问控制的指令：

allow-query {}：允许查询的主机；白名单

allow-transfer {}：允许区域传送的主机；白名单

allow-recursion {}: 允许递归的主机,建议全局使用

allow-update {}: 允许更新区域数据库中的内容

十八、智能DNS

不同地区访问，DNS服务器会分配相应地区的地址

实现智能DNS

上海172.20、北京192.168两个访问：

1、判断地区，网上有地区地址段

2、准备两份相应的区域数据库，

3、各地IP 分配各地相应DNS解析

1、修改主配置文件

注意：匹配顺序：从上到下，点到即止

2、准备三个区域数据库

3、把主配置文件倒数第二块移到区域配置文件中，放首部块

4、在主配置文件尾部编辑view，两种语法，如下：

5、cp -a 区域配置文件，改内容如下

6、主配置文件语法检查：

named-checkconf

CDN内容分发网络

十九、bind view

CDN: Content Delivery Network内容分发网络

服务商：蓝汛，网宿，帝联等

智能DNS:

dnspod

dns.la

view:视图：实现智能DNS：

一个bind服务器可定义多个view，每个view中可定义一个或多个zone

每个view用来匹配一组客户端

多个view内可能需要对同一个区域进行解析，但使用不同的区域解析库文件

注意：

(1) 一旦启用了view，所有的zone都只能定义在view中

(2) 仅在允许递归请求的客户端所在view中定义根区域

(3) 客户端请求到达时，是自上而下检查每个view所服务的客户端列表

格式：

view VIEW_NAME {

match-clients { testacl; };

zone “magedu.com” {

type master;

file “magedu.com.zone”;

};

include “/etc/named.rfc1912.zones”;

};

二十、编译安装bind 了解

1、下载bind:

isc.org:

bind-9.10

bind-9.11

bind-10

tar xvf bind-9.11.0a3.tar.gz

cd bind-9.11.0a3/

groupadd -r -g 53 named

useradd -r -u 53 -g 53 named 如下：新建用户指定家目录

./configure –prefix=/usr/local/bind9 –sysconfdir=/etc/named/ –without-openssl –disable-ipv6 –disable-chroot –enable-threads

make -j 4 && make install

2、环境变量：

vim /etc/profile.d/named.sh

export PATH=/usr/local/bind9/bin:/usr/local/bind9/sbin/:$PATH

3、库和头文件

vim /etc/ld.so.conf.d/named.conf

/usr/local/bind9/lib

ldconfig –v

ls -sv /usr/local/bind9/include /usr/include/named

4、man帮助

vim /etc/man.config | /etc/man_db.conf

MANPATH /usr/local/bind9/share/man

man named.conf

5、主配置文件

vim /etc/named/named.conf

options {

directory “/var/named/”

};

zone “.” IN {

type hint;

file “named.ca“;

};

zone “localhost” IN {

type master;

file “named.localhost”;

allow-update {none;};

};

zone “1.0.0.127.in-addr.arpa” IN {

type master;

file “named.loopback”;

allow-update {none;};

};

6、区域数据库

mkdir /var/named

named-checkconf

dig +norec @a.root-servers.net > /var/named/named.ca

vim /var/named/named.localhost

$TTL 1d

@ IN SOA localhost. admin.localhost. ( 2016061801 1h 5m 7d 1d)

NS localhost.

localhost. IN A 127.0.0.1

vim /var/named/named.loopback

$TTL 1d

@ IN SOA localhost. admin.localhost. ( 2016061801 1h 5m 7d 1d)

NS @

A 127.0.0.1

PTR localhost.

7、设置权限

chmod 640 /var/named/*

chmod 640 /etc/named/named.conf

chgrp -R named /var/named/

chgrp named /etc/named/named.conf

8、启动服务和测试

man named

named -u named -f -g -d 3 前端级别3方式运行

named -u named 后台运行

killall named

ss -tuln

tail /var/log/message

named -u named

9、支持rndc

rndc reload 观察错误提示

rndc-confgen -r /dev/urandom > /etc/named/rndc.conf 生成key

tail /etc/named/rndc.conf >> /etc/named/named.conf

killall -SIGHUP named -1信号

rndc status

10、压力测试

/root/bind-xxx/contrib/scripts

编译压力测试工具

cd /root/bind-xxx/contrib/queryperf

./configure

make

cp queryperf /usr/local/bind9/bin

queryperf -h 查看帮助

vim test.txt 准备测试文件

www.magedu.com A

magedu.com NS

magedu.com MX

pop3.magedu.com A

web.magedu.com A

cat >> test.txt < test.txt 瞬间复制文件内容N遍，赶紧终止！

queryperf -d test.txt -s 127.0.0.1

11、打开日志功能

rndc querylog

rndc status

queryperf -d test.txt -s 127.0.0.1

wc -l /var/log/message

二十一、DNS排错

#dig A example.com

; <<>> DiG 9.9.4-RedHat-9.9.4-14.el7 <<>> A example.com

;; global options: +cmd

;; Got answer:

;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 30523

…

SERVFAIL:The nameserver encountered a problem while processing the query.

可使用dig +trace排错，可能是网络和防火墙导致

NXDOMAIN：The queried name does not exist in the zone.

可能是CNAME对应的A记录不存在导致

REFUSED：The nameserver refused the client’s DNS request due to

policy restrictions.

可能是DNS策略导致

NOERROR不代表没有问题，也可以是过时的记录

查看是否为权威记录，flags:aa标记判断

被删除的记录仍能返回结果，可能是因为*记录存在

如：*.example.com． IN A 172.25.254.254

注意“.”的使用

避免CNAME指向CNAME记录，可能产生回环

test.example.com. IN CNAME lab.example.com.

lab.example.com. IN CNAME test.example.com.

正确配置PTR记录，许多服务依赖PTR，如sshd,MTA

正确配置轮询round-robin记录

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