DNS 服务器--从入门到放弃

最近和朋友讨论起了当时注册的域名，又想起来了DNS服务器，刚刚好当时学习的时候也不是很精通，就趁着这个时间段再一次回顾了以下。让我们一起看一下DNS服务器吧

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这篇文章的目录结构如下：

1. 什么是 DNS 服务器？
2. 什么时候要用 DNS 服务器
3. 为什么要用 DNS 服务器？
4. 谁会用 DNS 服务器？
5. 怎么使用 DNS 服务器？

1.什么是 DNS 服务器？

DNS（Domain Name Server ，域名服务器）是将域名（Domain name）和对应的IP地址（IP address）进行转换的服务器。那么什么又是域名尼？
域名：
通俗点说就是每次上网的时候输入的网址也可以理解为域名，而百度给的定义是域名是由一串用点分隔的名字组成的，通常包含组织名，而且始终包括两到三个字母的后缀，以指明组织的类型或该域所在的国家或地区。

2.什么时候要用 DNS 服务器？

因为我们记忆的原因，现在当我们要去上网的时候，总会记住几个域名，然而并不会去记住一个个服务器对应的IP。因此当我们在用域名访问别人主机的时候，DNS 服务器就已经默默的起到了作用，DNS 服务器会将我们输入的域名一 一的转换为对应的IP然后再去访问别人的主机。
因此当在一个企业的内部，要想在企业内部让诸多个主机通过主机名访问彼此，就要构建自己的 DNS 服务器了。

3.为什么要用 DNS 服务器？

在刚刚开始拥有网络的时候，全球仅仅只有几个大学的实验室加入网络，因此大家可以凭借记住很少的IP地址来进行彼此之间的联系，并且在当时的每个主机上都会拥有一个为hosts的文件用来本地解析，如今依旧拥有这个文件来进行本地的域名解析。在这两个系统下其文件所在的地方。

linux系统：/etc/hosts
Windows:%windir%\System32\drivers\etc\hosts

但是随着信息化的发展，越来越多的用户加入到网络中，大家的记忆并不能全部都记住彼此之间的ip地址，并且如果继续使用原来的办法（使用hosts文件）的话，hosts文件的条目越来越多，每一次的查询越来越繁琐，因此就出现了一个组织 IANA（The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构），IANA 来保存每一个用户的主机名与IP条目的关系。因此大家就不用再纷纷写入自己的hosts文件，仅仅需要定下一个计划任务（crontab）让其隔一段的时间就从 IANA 的服务器去下载hosts文件到本地，虽然这样拥有一定的可行性，但是互联网的发展是爆炸性，用户的增长是几何的倍数增加，因此当用户数量再一次增加的时候，就是 IANA 的策略也已经行不通了，因此就开发出了 BIND（Berkeley Internet Name Domain,伯克利Internet名字域）使用BIND软件来构建域名服务器。而其构建的方法和Linux的目录结构非常的相似，使用一种倒置的树状结构，如下图：

当然顶级域还有很多我就不一 一列举了，因此现在使用 BIND 就对每一个的域名划分到了不同的分支下面了，这样不仅减轻了根服务器的压力而且非常的容易寻找并且管理，并且根（.）依旧会能够管理到每一个域名,但是其仅仅管理一级域就可以了,这样可以极大的减轻根服务器的压力。然后通过不断的逐个查找就能够找寻到我们所需要的信息。并且 IANA 也不再提供原本的 hosts文件了，变为一个全球范围的域名供应商，管理 DNS 域名根和.int,.arpa等资源。相关的13个根服务器，1个为主根服务器在美国。其余12个均为辅根服务器，其中9个在美国，欧洲2个，位于英国和瑞典，亚洲1个位于日本。

4.谁会用 DNS 服务器？

对于这个问题，很不好回答，但是我觉得如果大家感兴趣，或者想要了解的都可以去接触 DNS 服务器。

要开始真正深入了解并配置 DNS 服务器了。

5.如何使用 DNS 服务器？

对于如何使用 DNS服务器来说是一个比较复杂的问题，因此我们通过下面一些步骤来慢慢进一步的了解DNS服务器

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首先我们需要知道，DNS 服务器所使用的端口是（53/UDP,53/TCP;）使用BIND软件来进行使用的并且是在应用层的一个协议，使用 C/S 架构。并且当我们安装 BIND 之后就能通过 named 服务来进行启动 DNS 服务了，当然对于真正的了解到 DNS 服务器还是需要首先知道一些名词的，随后遇到的再慢慢说起来。

FQDN：Fully Qualified Domain Name，也就是上文所说的域名。
正向解析：FQDN ==> IP 表示通过DNS服务器FQDN解析为IP的过程
反向解析：IP==>FQDN 表示通过DNS服务器由IP查询到FQDN
domain：逻辑概念，域
zone：物理概念，区域
DNS的服务器类型：1主 DNS服务器(master)2辅助DNS服务器（slave）3缓存服务器4转发器（forward）

下面这个图能够帮助我们知道什么是 domain 与 zone。

可以看到每一个zone下面都会有很多的资源，当我们访问其下面的资源时，其对应的主机就给我们回答，并且每个区都有自己的授权服务器，当我们要在DNS服务器查询FQDN的时候会给我们返回两种类型的答案，即权威答案（Authority Answer，AA）和非权威答案。

一、安装 BIND 软件
BIND软件可以运行在大部分的Linux主机上，并且在RHEL6.5及以后，在系统的光盘自带了BIND服务的安装文件。
而我们首先使用简单的方法进行安装（yum），首先查看与 bind相关的软件包。

$ yum list | grep bind

一些主要软件的作用如下：

bind ：提供了 DNS 服务的主要程序及相关文件
bind-libs ：提供了bind、bind-utils需要使用的函数库
bind-utils ：提供了对 DNS 服务器的测试工具，如 nslookup等

接下来我们就安装bind

$ yum install -y bind

二、配置 BIND 软件
bind软件的安装之后会出现两个很重要的路径，一个是主配置文件/etc/named.conf 另一个是工作目录/var/named ，我们分别来进行一 一探索。
1.简单DNS服务器的主要配置
这是用于启动 named 服务的主要配置文件，对于简单的DNS服务器来讲其中主要分为两个部分的定义，全局定义和区域定义。
对于全局定义的段使用如下的定义。

options {
                directory "/var/named"; 
};
注：named.conf 配置文件要求每一行的结束都需要一个分号结束

配置的含义就是将每个区域的资源记录（Resource Record，简称RR）文件放在了/var/named/的目录之下。
那么RR到底什么东西尼？

懵。。。，先记住向下看看

三.配置文件
在/etc/named.conf配置文件中除了刚刚定义的全局定义之外，就是各个区域（zone）的定义了。

通常对于每一个区域（zone）的简单定义就是如下的格式。
zone "ZONE_NAME" IN {
                type master|slave|hint|forward;
                file "ZONE_NAME.zone"
};
注：type 就表明了区域的 DNS服务器类型。
                file就是将这个区域的RR放在什么地方，相对路径。
比较特别的是下面这个区域的定义，表示这是一个根域的dns服务器。
zone "." IN {
                type hint;
                file "named.ca"
};

当然，DNS的配置文件也支持使用acl来自定义，访问控制列表。并且默认就存在这样四个列表，none，any（任何主机），local（本机），以及localnet（本地网络）。定义就如下：

    acl acl_name{
        statement；
    }；

如果安装时候在/var/named/目录下并没有named.ca 的文件话可以使用dig 命令来生成named.ca文件，需要能够访问互联网，否则查询不到根服务器。

[root@rs1 named]# dig -t NS . >/var/naemd/named.ca

首先构建一个最简单的 DNS服务器，也就是缓存 DNS 服务器。任何一个复杂的 DNS 服务器都是由简单的缓存服务器一步步变难的，觉得学习也是这个道理哈。

缓存 DNS 服务器：不负责解析任何区域（除了（本机）localhost）

/etc/named.conf 配置如下

options {
        directory "/var/named";
};
//正向解析本机
zone "localhost" IN{
                type     master;
                file "named.localhost";

};
//反向解析本机
zone "0.0.127.in-addr.arpa" IN{
                type master;
                file "named.local";
};

反向解析比正相解析要复杂许多，区域名是比较特殊，为网断名+in-addr.arpa
接下来的就是上面都提到过的各个区域的 RR 文件了，在里面会有下面几个特殊的定义 。

TTL：Time-To-Live 每一个记录的生存时间
SOA：Start Of Authority，起始授权记录
A：Address IPV4的地址记录
AAAA：IPV6的地址记录
PTR：Pointer反向解析记录，一般不能和A记录出现在一起
NS：Name Server dns服务器的定义
MX：Mail eXchange 邮件的定义
CNAME：规范名字

对每一个资源记录文件来说，首先定义的都应该是这样的一行

ZONE_NAME     [TTL]       IN SOA  localhost.(ZONE_NAME的 DNS服务器名)  admin.localhost.（管理员的邮箱）
(
                          2018091501 ; (版本号)serial
                           1H         ; （刷新时间）refresh
                            5M          ; （重试时间，应当小于刷新时间）retry
                            1D       ; (超时时间，设置尝试几天之后认为主 DNS 服务器宕机了)expire 
                            1H      ; （否定回答，对方缓存多长时间）minimum

)   

如果一开始在/var/named/下有一些文件，则可以看到有以下相应的符号

$TTL 600 :设置全局的TTL时间，定义后可以不再使用TTL
$ORIGIN ：默认补充的字段，如果在一些地方使用的并非完整的FQDN则在后面补充上ORIGIN定义的字段，默认就是/etc/named.conf中定义的区域名字（ZONE_NAME）
@：本文件在/etc/named.conf 配置文件中定义的区域

因此/var/named/named.localhost 的定义如下：

$TTL 600

@       IN      SOA     localhost.      admin.localhost.        (
                                20180913
                                1H
                                5M
                                1D
                                1H )
                                IN      NS      localhost.
localhost.      IN      A       127.0.0.1

对于每一行的定义如果和上一行的第一列相同，则可以省略

相应的反向解析的配置文件

$TTL 600

@       IN      SOA     localhost.      admin.localhost.        (
                                20180913
                                1H
                                5M
                                1D
                                1H )
                IN      NS      localhost.
1       IN      PTR     localhost.

注：1 表示的主机名，如上面我们所说的如果没有写全就会默认补充上ORIGIN，所以其的全部就是1.0.0.127.in-addr.arpa

至此我们就构建了一个最简单的缓存 DNS 服务器。可以使用bind带有的命令来查看配置文件是否有错。

named-checkconf
named-checkzone zone zone_file 

然后我们使用 dig 命令来测试一下

@后面指定为我本地的服务器ip，因此对于不同的host 指定不同的ip，其他详细的介绍查询帮助文档。
接下来我们就讨论一个较为复杂的问题，一个 FQDN==> IP 到底发生了什么？

迭代查询：和普通的迭代算法一样，就是一次次不断的去请求。
递归查询：仅发出一次请求，一次应答

对于发起查询请求的客户端，仅触发了一次查询并获得了一次结果这就是递归查询，而对于当前域内的dns服务器，通过一次次不断的迭代查找才获得结果，因此就是迭代查询。

这样是一个能够查询到的一个过程，如果dns查询不到我们要查询的记录会发什么？
对于这样，就在SOA记录的minimum给出了解释，例如我们查询ftp.a.com，但是当dns再一次从根查询到a.com的域内发现并没有ftp.a.com的这个子域，因此a.com.域就会给dns服务器一个否定回答，然后再由dns服务器将否定回答给客户端。
以下就是一个dns服务接受到请求然后进行查询的主要流程。

dns 服务器查询的详细介绍

1.如果查询请求是本机所负责的区域中的数据的话，要通过查询区域数据文件返回结果
2.如果查询请求不是本机所负责区域中的数据的话，就查询缓存
3.如果缓存中没有答案，则向根发起查询请求，并不断迭代

那么让我们更深一步的去探索dns的功能吧
在上面我们搭建了一个简单的 DNS缓存服务器，现在让我们来将他变成一个主DNS服务器，步骤很简单，

1.将主配置文件中，加入我们的正向解析域名以及反向解析域名。
2.在工作目录下，添加相应的数据文件。
3.重启服务，重新载入也可以的。

是不是很简单，首先是主配置文件，我的dns服务器的网络是192.168.159.143.

zone "athlete.run" IN {
                type master;
                file "athlete.run.zone";
};
zone "159.168.192.in-addr.arpa" IN {
                type master;
                file "athlete.reverse";
};

然后是工作目录文件，我定义的是athlete.run.zone和athlete.reverse所以编辑两个文件。
这个是athlete.run.zone文件

$TTL 60
@       IN      SOA     ns1     admin (
                    2018091401
                    1M
                    5S
                    1H
                    1D )
    IN      NS      ns1
    IN      NS      ns2
    IN      MX      10      mail
ns1     IN      A       192.168.159.143
ns2     IN      A       192.168.159.146
www     IN      A       192.168.159.143
mail    IN      A       192.168.159.143

剩下这个就是athlete.reverse文件了

$TTL 600
@       IN      SOA     ns1.athlete.run admin.athlete.run (
                    2018091403
                    1D
                    5M
                    7D
                    1D )
    IN      NS      ns1.athlete.run.
143     IN      PTR     ns1.athlete.run.
143     IN      PTR     www.athlete.run.

最后

# systemctl reload named 或者 # systemctl restart named 

最后用dig工具测试一下就可以了，当然我这两个文件可能写的比较简单，但是能使用的。

介绍了这么多 DNS的配置，让我们换个话题发现一下。
如果是通过YUM安装bind的话，会默认给你安装另一个工具叫做：rndc。

rndc：remote name domain controller,远程名称域控制器

通过名字就可以了解到，这个工作的特性了，所以为了安全使用的是tcp的953端口953/TCP，接下来让我们使用这个工件吧。
首先rndc的使用也是有配置文件的，在哪里尼？

# rpm -ql bind | grep rndc

但是，一开始/etc/rndc.conf这个目录的文件是不存在，所以需要我们手动通过rndc 命令来实现
值得一提的就是如果两文件都存在的话，每次执行命令就会给你警告，挺烦的，所以自己把握。

rndc-confgen >/etc/rndc.conf 就可以了

需要一提的是，这个文件里面的后几行是需要拷贝的/etc/named.conf中的，因此，相应的 vim 操作自己查询一下吧。如果一切都完成的话，就可以通过一下命令来重新读取了，当然也可以重启，但是在大型工作中，服务器某个应用重启会造成太多的损失，因此就需要我们通过重读配置文件来重新应用。

# rndc reload

出现这个标志就是成功了，如果失败了，那么就详细的查看日志文件查看把！

# cat /var/log/message

对于rndc的其他主要使用的命令，我也总结在下面：

stop :停止 DNS服务器
reload：重新载入配置文件和区域文件
reload zone：重新载入某区域文件
reconfig：重新载入配置文件和发生过更新的区域文件
status：查看dns的详细情况
querylog：使用查询日志（不推荐使用）
flush：清空缓存

还有一些其他使用帮助文档，查看把。

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到这里对一个DNS服务器应该就有了一个中级的认识了，接下了讨论就是我们的更深一步的话题了。
子域授权，我们可以通过自己来申请一个子域，例如 a.org 那么对这个子域来说我们可以添加至多127个子域，也就是说这个树的深度最多到127层。而在每一个不同深层次的域，其的授权都是在上一级子域中授权的。比如上面图片的例子，d.org 的子域www.d.org和ftp.d.org分别就是d.org的子域，并且www.d.org 子域的dns服务器授权是由d.org进行。 在下一步的话就是edu.www.d.org 也可以使www.d.org授权的子域。 相应授权的子域的dns配置文件就是在子域自己的区域中定义。
转发 DNS服务器
这个的理解也比较简单，就是在主配置文件中加入 forwarders { IP; };，比较特殊的就是分号的左右两边均需要空格，分号内可以写多项，不过需要分号隔开。这样就能实现在本地的查询请求，本机会转发至指定IP的DNS服务器去查询。值得一提的就是对于转发也是有类别的。

first：如果DNS1去找DNS2请求解析，DNS2并未响应，则DNS1自己去解析
only：如果DNS1去找DNS2请求解析，DNS2未响应，则无查询结果（希望全给了别人。。。）

所以我们定义转发的话再加入一行转发类型,结果就是这样，就能实现转发。

forward first|only;
forwarders { IP };

当然如果放在全局option段就是全局转发，特定的区域就是在查询到这个区域的时候再转发。

主从DNS服务器
对于每一个时常在线服务器来说，都应该做出相应的冗余，以免突然时刻主服务器宕机了，或者是数据丢失了，但是DNS服务器比较奇特的就是，当主DNS服务器宕机之后，辅助的DNS服务器多次尝试重连主DNS服务器如果没有响应的话，从DNS服务器会跟着主DNS服务器一起宕机。（双宿双飞。。。）
因此我们就要做好辅助的DNS服务器时刻保存主DNS服务器的数据文件，以免主DNS服务器宕机造成数据丢失。
因此说到传送，对于DNS服务器来说有着两种区域传送：

完全增量传送：axfr 一开始进行传送的文件
增量传送：ixfr 当从服务器有了区域传送文件后，以后的传送都将是增量传送
因此我们可以使用dig命令来查看我定义的区域的信息

可以看到这么多比较重要的信息，肯定不能白白的暴露给其他人，因此我们只能给特定的主机进行区域传送，这样就需要在主配置文件中加入

 allow-transfer { IP;  };

要定义一个主从的DNS，主的服务器就是刚刚我们一直使用，从服务器的配置很简单，就另外启动一台电脑或虚拟机，然后使用yum安装bind，并在配置文件中增加这样一个区域。

zone "athlete.run" IN {
                type slave;
                masters { IP; };
                file "slaves/athlete.run.zone";

当然slaves是安装bind的时候自动给我们创建的，因此我们可以它，当然也可以自己定义地方，不过需要注意的是，DNS服务器启动的进程属主属组均是named所以我们创建的文件也应该均是named并且权限为640。对于这样的文件可以一开始不存在，然后启动从服务器，就可以看到相应的文件生成。当然在我做实验的时候，遇到了好多次这样的现象，从主服务器传送来的文件在从服务器看到的格式是data，然而其本身是一个ASCII TEXT的文件，所以我们就需要在从服务器的主配置文件中加入这样一个定义

    masterfile-format  text;

这样就一切完成了，当我们更改了主DNS服务器的数据文件，并增加了版本号之后，主DNS服务器就会主动的提醒从DNS服务器来更新文件。当然这样还是需要一些额外配置的。

主从同步：
主服务器：授权允许同步，有从DNS服务器的NS记录，并且授权允许区域传送
从服务器：定义区域

这样就能完成主从复制了。
最后一个也就是DNS服务器至今最流行的一个应用，CDN

CDN：Content Delivery Network ，内容分发网络

简单的说CDN就是将各个大型的域名进行解析到不同的IP，使不同的人来访问就进入到不同的网段，但是网页的页面却完全是一样的

就像这样，本来是一个DNS服务器，但是强行将其拆分成为两个不同的DNS服务器域，左边的人访问这个DNS服务器，会根据一些判断然后让其访问左边的DNS服务器，而右边的人是相同的，因此这也能够叫做智能DNS，也称之为DNS的脑裂。这样到底有什么用尼？

这个图就介绍了，当不同区域的用户去请求同一个页面的时候，DNS服务器就会根据客户端的地理位置进行检测，然后将其本地的数据文件存放的IP地址返回，这样就减少了访问延迟，并且相当与将数据推送到了每一个互联网用户的家门口。
介绍了这么多，那么到底怎么定义不同的区域尼？
其实定义很简单，就是除了全局段之外，再使用view来定义每一个视图。

view VIEW_NAEM {
    match-clients {I网段/掩码;};
    //一些区域的定义
}

那么匹配到的客户端就会进入到相应的视图之中进行解析。
使用了视图也有需要注意的地方：

1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。
2.一旦使用了视图，所有的zone都只能定义在view中
3.仅有必要在匹配到允许递归请求的客户端所在view中定义根区域
4.客户端请求到达后，自上而下检查每个view所服务的客户端列表

最后的最后 - -，这其实和一般使用的DNS作用不大，但是还是有一些相关关系的，编译安装BIND
首先就去bind的官网下载bind的软件包
将其解压到我们本地，然后进入和普通的应用软件一样，configure make && make install
主要是我们手动安装的话什么都不会给我们提供，远远没有yum简洁，但是可以使用自己的定制软件，主要需要我们做到以下这些步骤

1.修改PATH环境变量，输出二进制程序的搜索路径新路径
2.导出库文件搜索路径
3.导出头文件搜索路径
4.导出帮助文件手册搜索路径
5.创建配置文件

到此我们终于聊完了DNS服务器相关的东西，不过还是相信自己知道的仅仅是一点点，望自己能够了解到更多的知识。

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不忘初心，砥砺前行。