域名系统
域名系统（DNS）的管理通过区域层级结构构造，其根区域位于该层次的最顶部。根服务器是在根区域中运行的DNS服务器，这些服务器可以直接回答针对根区域内存储或缓存的记录的查询，还可以将其它请求引向相应的顶级域（TLD）服务器。
在未缓存的DNS查询期间，每当用户在浏览器中输入网址，该操作都会触发DNS查找，并且所有DNS查找都是从根区域开始，然后沿着DNS系统的层次结构向下移动。首先到达TLD服务器，然后到达特定域服务器（可能还有子域）的服务器，直到最终到达权威域名服务器。
有13个不同的IP地址为DNS根区域提供服务，并且全球有数百个冗余根服务器来处理对根区域的请求。
一个普遍的误解是，世界上只有 13 台根服务器。实际上根服务器有许多，但只有 13 个 IP 地址用于查询不同的根服务器网络。DNS 原始架构的限制要求根区域中最多只能有 13 个服务器地址。在 Internet 面世之初，这 13 个 IP 地址的每一个都只有一台服务器，其中大多数位于美国。
如今，这13个IP地址中的每一个都有多个服务器，这些服务器使用 Anycast 路由基于负荷和距离分发请求。目前，地球上每座有人生活的大陆上都分布着600多台DNS根服务器。
每个 DNS 解析器都在其软件中内置了13个IP根服务器地址的列表。每次发起DNS查找时，递归器的第一个通信就是与这13个IP地址之一进行的。
google.com中，com是顶级域（TLD），google是二级域（SLD）。 cctv.com.cn中，cn是顶级域，com是二级域，cctv是三级域。
命名约定
<domain> ::= <subdomain> | " "
<subdomain> ::= <label> | <subdomain> "." <label>
<label> ::= <letter> [ [ <ldh-str> ] <let-dig> ]
<ldh-str> ::= <let-dig-hyp> | <let-dig-hyp> <ldh-str>
<let-dig-hyp> ::= <let-dig> | "-"
<let-dig> ::= <letter> | <digit>
<letter> ::= any one of the 52 alphabetic characters A through Z in
upper case and a through z in lower case
<digit> ::= any one of the ten digits 0 through 9
域名和资源记录的定义
类型（TYPE values）
TYPE主要用在资源记录中，TYPE是QTYPE的子集。
| TYPE | 值 | 含义 |
|---|---|---|
| A | 1 | 主机IPv4地址记录，AAAA用来指定IPv6地址记录 |
| NS | 2 | 域名服务器记录，如果需要把子域名交给其它DNS服务器解析，就需要添加NS记录 |
| CNAME | 5 | 如果需要将域名指向另一个域名，再由另一个域名提供ip地址，就需要添加CNAME记录，即域名的别名 |
| SOA | 6 | SOA这种记录是所有区域性文件中的强制性记录，它必须是一个文件中的第一个记录 |
| MX | 15 | 如果需要设置邮箱，让邮箱能够收到邮件，需要添加MX记录 |
| TXT | 6 | 可以写任何东西，长度限制为255。通常用于电子邮件安全和认证实践中。 |
在 DNS（Domain Name System）中，不同类型的记录用于提供不同的信息。这些记录帮助将域名解析为 IP 地址，定义邮件服务器，指定权威名称服务器等。以下是一些常见的 DNS 记录类型及其用途：
1. A 记录（Address Record）
- 用途：将域名映射到 IPv4 地址。
- 示例：如果你要访问
example.com，A 记录会告诉你的计算机example.com对应的 IPv4 地址。 - 格式：
example.com. IN A 93.184.216.34
这表示
example.com的 IPv4 地址是93.184.216.34。
2. MX 记录（Mail Exchange Record）
- 用途：指定处理电子邮件的邮件服务器。
- 示例：当你发送电子邮件到
user@example.com时，MX 记录会告诉你的邮件服务器应该将邮件发送到哪个邮件服务器。 - 格式：
example.com. IN MX 10 mail.example.com.
这表示
example.com的邮件服务器是mail.example.com，优先级为10。优先级越低，优先级越高。
3. NS 记录（Name Server Record）
- 用途：指定管理特定域名的权威名称服务器。
- 示例：当你查询
example.com时，NS 记录会告诉你的计算机哪个服务器具有该域名的权威信息。 - 格式：
example.com. IN NS ns1.example.com.
example.com. IN NS ns2.example.com.
这表示
example.com的权威名称服务器是ns1.example.com和ns2.example.com。
4. CNAME 记录（Canonical Name Record）
- 用途：将一个域名别名映射到另一个域名。它用于将一个域名指向另一个域名，而不是直接指向 IP 地址。
- 示例：如果你有一个域名
www.example.com，你可以将其作为example.com的别名。 - 格式：
www.example.com. IN CNAME example.com.
这表示
www.example.com是example.com的别名，访问www.example.com时会自动解析到example.com的地址。
详细解释
A 记录
A 记录是最基本的 DNS 记录类型，用于将域名解析为 IPv4 地址。每个域名可以有多个 A 记录，以实现负载均衡或冗余。
MX 记录
MX 记录用于指定邮件服务器的优先级。如果一个域名有多个邮件服务器，优先级较低的服务器会在高优先级服务器不可用时使用。MX 记录通常与 A 记录或 AAAA 记录（IPv6 地址）结合使用。
NS 记录
NS 记录指定哪个服务器是域名的权威名称服务器。权威名称服务器负责存储域名的所有 DNS 记录，并响应对该域名的查询。
CNAME 记录
CNAME 记录用于将一个域名指向另一个域名，而不是直接指向 IP 地址。这在需要将多个子域名指向同一个主域名时非常有用。CNAME 记录不能与其他记录（如 A 记录、MX 记录）共存于同一个域名。
示例应用
- A 记录：用户在浏览器中输入
example.com，DNS 查询返回93.184.216.34，浏览器连接到该 IP 地址。 - MX 记录：邮件服务器发送邮件到
user@example.com，DNS 查询返回mail.example.com，邮件服务器连接到该邮件服务器。 - NS 记录：DNS 查询
example.com的 NS 记录，返回ns1.example.com和ns2.example.com，这些服务器提供example.com的权威 DNS 信息。 - CNAME 记录：用户在浏览器中输入
www.example.com，DNS 查询返回example.com，然后解析example.com的 A 记录得到 IP 地址。
总结
DNS 记录类型各有其特定用途，理解这些记录类型及其功能对于管理和配置 DNS 至关重要。通过正确配置这些记录，可以确保域名解析顺畅，邮件发送可靠，以及服务的高可用性和冗余。
查询类型（QTYPE values）
QTYPE出现在问题字段中，QTYPE是TYPE的一个超集，所有的TYPE都是可用的QTYPE，其它QTYPE如下：
| QTYPE | 值 | 含义 |
|---|---|---|
| AXFR | 252 | A request for a transfer of an entire zone |
| MAILB | 253 | A request for mailbox-related records (MB, MG or MR) |
| MAILA | 254 | A request for mail agent RRs (Obsolete - see MX) |
| * | 255 | A request for all records |
类（CLASS values）
| CLASS | 值 | 含义 |
|---|---|---|
| IN | 1 | the Internet |
| CS | 2 | the CSNET class (Obsolete - used only for examples in some obsolete RFCs) |
| CH | 3 | the CHAOS class |
| HS | 4 | Hesiod [Dyer 87] |
查询类（QCLASS values）
QCLASS是CLASS的一个超集。
| CLASS | 值 | 含义 |
|---|---|---|
| * | 255 | any class |
标准资源记录（Standard RRs）
CNAME RDATA format
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
/ CNAME /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
CNAME: A <domain-name> which specifies the canonical or primary name for the owner. The owner name is an alias.
MX RDATA format
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| PREFERENCE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
/ EXCHANGE /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
PREFERENCE: A 16 bit integer which specifies the preference given to this RR among others at the same owner. Lower values are preferred.
EXCHANGE: A <domain-name> which specifies a host willing to act as a mail exchange for the owner name.
其它RRs
略
消息格式
DNS请求和应答都是相同的消息格式，有的消息字段在不同的情况下可能为空。
+---------------------+
| Header |
+---------------------+
| Question | the question for the name server
+---------------------+
| Answer | RRs answering the question
+---------------------+
| Authority | RRs pointing toward an authority
+---------------------+
| Additional | RRs holding additional information
+---------------------+
(顺了张图)
Header段是必须存在的，它定义了消息是请求还是应答，也定义了其它段是否需要存在，以及是标准查询还是其它。
Question段描述了查询的问题，包括查询类型QTYPE，查询类QCLASS，查询的域名QNAME。 剩下3个段包含相同的格式，一系列可能为空的资源记录RRs。
Header格式
Header包含以下字段：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ID |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|QR| Opcode |AA|TC|RD|RA| Z | RCODE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QDCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ANCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| NSCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ARCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
ID: 16位标识符，用来匹配请求和应答；
QR: QR位用来指示该消息是请求消息（Query: 0）还是应答消息（Response: 1）；
OPCODE: 4位字段，指定查询种类，查询种类如下：
| 值 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 一个标准查询QUERY，即根据域名查询IP |
| 1 | 反向查询IQUERY，即根据IP查询域名 |
| 2 | 一个服务器状态请求STATUS |
| 3-15 | 保留 |
AA: Authoritative Answer，AA位在响应中有效，指出给定应答的服务器是所查域名的权威DNS；
TC: TrunCation，指示当前消息被截断，原因是长度超过了传输通道所允许的的长度；
RD: Recursion Desired，此位在请求中设置并被复制到响应中。用来指示是否以递归方式查询；
RA: Recursion Available，在响应中有效，指示服务器是否支持递归查询；
Z: 保留位，需要置零；
RCODE: Response Code，响应码，取值如下：
| code | 含义 |
|---|---|
| 0 | no error |
| 1 | 格式错误 |
| 2 | 服务器错误 |
| 3 | 名称错误，域名不存在 |
| 4 | 不支持 |
| 5 | 拒绝 |
| 6-15 | 保留 |
QDCOUNT: 无符号16位整数，指定quection数量；
ANCOUNT: 无符号16位整数，指定answer中RR的数量；
NSCOUNT: 无符号16位整数，指定authority records中服务器RR的数量；
ARCOUNT: 无符号16位整数，指定additional records中RR的数量；
Question格式
该部分包含QDCOUNT（通常为1）个实体，实体格式如下：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ QNAME /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QTYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QCLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
QNAME: 域名；
QTYPE: 查询类型，2字节；
QCLASS: 查询类，2字节；
RRs格式
answer, authority和additional部分都有相同的格式：一个数量不等的资源记录（RRs），其数量在header中相应的计数字段指定。每个RR的格式如下：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ /
/ NAME /
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| CLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TTL |
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| RDLENGTH |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--|
/ RDATA /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
NAME: 一个与此资源记录有关的域名；
TYPE: 指定RR类型，2字节；
CLASS: 指定RR类，2字节；
TTL: 32位无符号整数，指定资源记录的有效期（秒）。
RDLENGTH: 16位无符号整数，指定RDATA字段的长度（字节）；
RDATA: 可变字节长度字符串，格式与TYPE和CLASS有关；
消息压缩
为了减小消息，域名系统使用一种压缩方法来消除消息中域名的重复。使用这种方法，后面重复出现的域名或者labels被替换为指向之前出现位置的指针。 指针格式如下：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| 1 1| OFFSET |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
前两个比特位固定为1.因为labels限制为不多于63个字节，所以label的前两位一定为0，这样就可以让指针与label进行区分。（10和01组合保留，以便以后使用。）Offset表示消息开始的字节指针，Offset为0表示ID字段的第一个字节。
传输
DNS消息以数据报（UDP）或者虚电路上的字节流（TCP）形式来传输。TCP可用于任何DNS活动；UDP更适合用于查询，因为其开销低、性能好。但是区域刷新活动必须使用TCP以保证可靠传输。
Internet支持DNS使用端口53的TCP或UDP传输。
UDP
UDP传输的消息严格要求限制在512字节内（不包括IP和UDP头），更长会被截断，就需要设置TC位。
UDP不允许用于区域传输，推荐用于标准查询。
使用UDP发送的消息可能丢失或乱序，因此需要重传策略，并且不应依赖消息按顺序反馈。
TCP
消息以两字节的表示消息长度的字段开始，长度不包括这两个字节。底层在收取完整的报文后再交给上层处理。
dig命令
dig命令主要用来从DNS域名服务器查询主机地址信息。默认情况下dig命令查询A记录。
使用方法如下：
➜ ~ dig -h
Usage: dig [@global-server] [domain] [q-type] [q-class] {q-opt}
{global-d-opt} host [@local-server] {local-d-opt}
[ host [@local-server] {local-d-opt} [...]]
Where: ...
举例：
➜ ~ dig baidu.com
; <<>> DiG 9.10.6 <<>> baidu.com
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 27154
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4000
;; QUESTION SECTION:
;baidu.com. IN A
;; ANSWER SECTION:
baidu.com. 241 IN A 39.156.66.10
baidu.com. 241 IN A 110.242.68.66
;; Query time: 40 msec
;; SERVER: 10.53.2.3#53(10.53.2.3)
;; WHEN: Mon Dec 26 18:15:48 CST 2022
;; MSG SIZE rcvd: 70
dig命令默认的输出信息分为5个部分。
- 第一部分显示dig命令的版本和输入的参数；
- 第二部分Got answer，显示响应消息的header中的关键字段；
- 第三部分OPT PSEUDOSECTION & QUESTION SECTION，查询的域名/QTYPE/QCLASS；
- 第四部分ANSWER SECTION，显示响应消息的Answer部分；
- 第五部分是本次查询的一些统计信息。
nslookup命令
nslookup命令默认查询A记录。
➜ ~ nslookup baidu.com
Server: 10.53.2.3
Address: 10.53.2.3#53
Non-authoritative answer:
Name: baidu.com
Address: 110.242.68.66
Name: baidu.com
Address: 39.156.66.10
指定DNS查询。
➜ ~ nslookup baidu.com 8.8.8.8
Server: 8.8.8.8
Address: 8.8.8.8#53
Non-authoritative answer:
Name: baidu.com
Address: 39.156.66.10
Name: baidu.com
Address: 110.242.68.66
查询NS。
➜ ~ nslookup -q=NS baidu.com
Server: 10.53.2.3
Address: 10.53.2.3#53
Non-authoritative answer:
baidu.com nameserver = ns2.baidu.com.
baidu.com nameserver = ns3.baidu.com.
baidu.com nameserver = ns4.baidu.com.
baidu.com nameserver = dns.baidu.com.
baidu.com nameserver = ns7.baidu.com.
Authoritative answers can be found from:
ns2.baidu.com internet address = 220.181.33.31
ns3.baidu.com internet address = 112.80.248.64
ns3.baidu.com internet address = 36.152.45.193
ns4.baidu.com internet address = 14.215.178.80
ns4.baidu.com internet address = 111.45.3.226
dns.baidu.com internet address = 110.242.68.134
ns7.baidu.com internet address = 180.76.76.92
ns7.baidu.com has AAAA address 240e:bf:b801:1002:0:ff:b024:26de
ns7.baidu.com has AAAA address 240e:940:603:4:0:ff:b01b:589a
反向查询对应的域名服务器。
➜ ~ nslookup -q=ptr 8.8.8.8
Server: 10.53.2.3
Address: 10.53.2.3#53
Non-authoritative answer:
8.8.8.8.in-addr.arpa name = dns.google.
Authoritative answers can be found from:
