【计算机网络】第2章:应用层—DNS

目录

一、PPT

二、总结

DNS(域名系统)详解

(一)DNS核心概念

(二)DNS查询过程(重点❗)

(三)DNS资源记录(RR)类型

(四)DNS安全与攻击(重点❗)

(五)高级机制

高频面试题


一、PPT

二、总结

DNS(域名系统)详解

核心作用 :将域名(如www.example.com 解析为 IP地址(如192.0.2.1),实现人类可读名称到机器可寻址标识的映射。


(一)DNS核心概念

  1. 域名结构

    • 分层树状结构根域 → 顶级域(TLD)→ 二级域 → 子域

      • 根域.(隐式存在,如 com.

      • TLD.com, .org, .cn(国家/地区域如 .uk

      • 二级域example(用户注册部分)

    • 完整域名(FQDN)www.example.com.(末尾点表示根)

  2. 域名服务器类型

    类型 作用 特点
    根域名服务器 返回TLD服务器地址 全球13组(逻辑根,物理分布式)
    TLD服务器 管理顶级域(如.com 返回权威服务器地址
    权威域名服务器 存储特定域名的IP记录 由域名注册商配置
    递归解析器 代理用户完成查询 由ISP或公共DNS(如8.8.8.8)提供

(二)DNS查询过程(重点❗)

  1. 递归查询 vs 迭代查询

    • 递归查询

      • 客户端→递归解析器(如本地DNS)

      • 解析器必须返回最终结果(IP或错误)

    • 迭代查询

      • 解析器→根/TLD/权威服务器

      • 服务器返回下一级地址,解析器自行下一步查询

  2. 查询流程示例 (访问 www.example.com):

  • DNS缓存机制

    • 各级服务器和操作系统缓存结果(TTL控制有效期)

    • 减少根服务器压力,加速解析(约80%查询命中缓存)

(三)DNS资源记录(RR)类型

记录类型 符号 作用 示例
A IPv4地址 域名→IPv4 example.com A 192.0.2.1
AAAA IPv6地址 域名→IPv6 example.com AAAA 2001:db8::1
CNAME 别名 域名→另一域名 www.example.com CNAME example.com
MX 邮件交换 邮件服务器地址 example.com MX 10 mail.example.com
NS 域名服务器 指定权威服务器 example.com NS dns1.registrar.com
TXT 文本记录 验证、SPF等 example.com TXT "v=spf1 include:_spf.google.com"
PTR 反向解析 IP→域名(用于反查) 1.2.0.192.in-addr.arpa PTR example.com

(四)DNS安全与攻击(重点❗)

  1. DNS劫持

    • 篡改解析结果(如本地hosts文件、路由器攻击)
  2. DNS污染(缓存投毒)

    • 伪造响应使递归服务器缓存错误记录
  3. DDoS攻击

    • 洪水攻击DNS服务器(如针对根服务器)
  4. 防护机制

    • DNSSEC:通过数字签名验证响应真实性(防止篡改)

    • DoH/DoT

      • DNS over HTTPS (DoH):加密DNS流量(端口443)

      • DNS over TLS (DoT):TLS加密DNS(端口853)


(五)高级机制

  1. CDN与DNS

    • 智能解析:根据用户位置返回最近CDN节点IP(通过权威服务器实现)
  2. 负载均衡

    • 一个域名对应多个IP,DNS轮询返回不同地址
  3. EDNS(扩展DNS)

    • 支持更大UDP数据包、传递客户端子网信息(提升CDN精度)

高频面试题

  1. DNS使用UDP还是TCP?

    • 默认UDP (端口53),速度快;当响应>512字节或区域传输时自动切换TCP
  2. 为什么需要域名?直接用IP不行吗?

    • IP难记忆、变更需通知所有用户、无法负载均衡。
  3. 如何防止DNS污染?

    • 部署DNSSEC、使用加密DNS(DoH/DoT)、访问可信公共DNS。
  4. CNAME和A记录的区别?

    • CNAME是别名(指向域名),A记录直接指向IP;CNAME可隐藏后端IP变化。
  5. 输入URL后DNS解析完整过程?

    • 结合浏览器缓存 → 系统hosts → 本地DNS缓存 → 递归/迭代查询逐步分析。

总结:DNS是互联网的"电话簿",掌握其分层结构、查询流程、记录类型及安全机制是通过面试的关键。实际应用中需关注DNSSEC、DoH/DoT等现代安全技术演进。

完结撒花🎉

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