计算机网络—DNS协议

我不是女神ヾ 2022-05-14 06:43 192阅读 0赞

#### 写在前面 ####

> DNS协议  
> 应用层协议

#### 主要内容 ####

> 功能

将机器的域名转换成IP地址。因为IP难以记忆使用域名会非常容易记忆。  
DNS是一套分布式的域名服务系统，每个DNS服务器存放着大量的机器名和IP地址的映射，并动态更新。

> Linux在/etc/resolv.conf文件存放DNS服务器的IP地址

使用host命令可以查询域名的IP

> DNS同时占用UDP和TCP端口53是公认的，这种单个应用协议同时使用两种传输协议的情况在TCP/IP栈也算是个另类。但很少有人知道DNS分别在什么情况下使用这两种协议。

如果用wireshark、sniffer或古老些的tcpdump抓包分析，会发现几乎所有的情况都是在使用UDP，使用TCP的情况非常罕见，神秘兮兮。

其实当解析器发出一个request后，返回的response中的**tc删节标志比特位被置1时，说明反馈报文因为超长而有删节**。这是因为UDP的报文最大长度为512字节。解析器发现后，**将使用TCP重发request**，TCP允许报文长度超过512字节。既然**TCP能将data stream分成多个segment，它就能用更多的segment来传送任意长度的数据。**  
另外一种情况是，当一个域的辅助域名服务器启动时，将从该域的主域名服务器primary DNS server执行区域传送。除此之外，**辅域名服务器也会定时（一般时3小时）向PDS进行查询以便了解SOA的数据是否有变动。如有变动，也会执行一次区域传送。区域传送将使用TCP而不是UDP，因为传送的数据量比一个request或response多得多。**  
DNS主要还是使用UDP，**解析器还是服务端都必须自己处理重传和超时**。DNS往往需要跨越广域网或互联网，分组丢失率和往返时间的不确定性要更大些，这对于DNS客户端来说是个考验，好的重传和超时检测就显得更重要了。

> TCP与UDP的区别：

UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了**专门的传递保证机制**，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。 与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突发性的多个数据报。不同于TCP，UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。事实上，UDP协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。

DNS在**进行区域传输的时候使用TCP协议，其它时候则使用UDP协议**；  
DNS的规范规定了2种类型的DNS服务器，一个叫主DNS服务器，一个叫辅助DNS服务器。在一个区中主DNS服务器从自己本机的数据文件中读取该区的DNS数据信息，而**辅助DNS服务器则从区的主DNS服务器中读取该区的DNS数据信息**。当一个辅助DNS服务器启动时，它需要与主DNS服务器通信，并加载数据信息，这就叫做**区传送**（zone transfer）。

> 为什么既使用TCP又使用UDP？

首先了解一下TCP与UDP传送字节的长度限制：  
**UDP报文的最大长度为512字节**，而TCP则允许报文长度超过512字节。**当DNS查询超过512字节时，协议的TC标志出现删除标志，这时则使用TCP发送。通常传统的UDP报文一般不会大于512字节**。

**区域传送时使用TCP**，主要有一下两点考虑：  
1.辅域名服务器会定时（一般时3小时）向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动，则会执行一次区域传送，进行数据同步。区域传送将使用TCP而不是UDP，**因为数据同步传送的数据量比一个请求和应答的数据量要多得多**。  
2.TCP是一种可靠的连接，**保证了数据的准确性**。

域名解析时使用UDP协议：  
客户端向DNS服务器查询域名，**一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可**。不用经过TCP三次握手，这样**DNS服务器负载更低，响应更快**。虽然从理论上说，客户端也可以指定向DNS服务器查询的时候使用TCP，但事实上，很多DNS服务器进行配置的时候，仅支持UDP查询包。  
DNS的包一个数据包就可以了没必要使用流。

> TCP,UDP 区别

UDP 与 TCP 的主要区别在于 UDP 不一定提供可靠的数据传输。事实上，该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。UDP 在许多方面非常有效。当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时（其中任意给定数据的重要性相对较低），可使用 UDP。ICQ 短消息使用 UDP 协议发送消息。 **许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。重要的状态信息随可靠的TCP连接发送，而主数据流通过UDP发送。**

TCP的目的是提供可靠的数据传输，并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。**TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时，负责数据恢复。**它通过为其发送的每个数据包提供**一个序号**来完成此恢复。记住，较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元，因此，数据包可以沿完全不同的路径发送，即使它们都是同一消息的组成部分。这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似，只是级别更高而已。  
为确保正确地接收数据，TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认（即 ACK）。如果在某个时限内未收到相应的 ACK，**将重新传送数据包**。如果网络拥塞，这种重新传送将导致发送的数据包重复。但是，接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包，**并在必要时丢弃它**。

TCP协议与UDP协议的区别  
TCP基于面向连接的协议，数据传输可靠，传输速度慢，适用于传输大量数据，可靠性要求高的场合。  
UDP协议面向非连接协议，数据传输不可靠，传输速度快，适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。

TCP协议与UDP协议支持的应用协议  
TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；  
UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。