域名系统

域名系统（英语：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP 端口53^[1]。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。

开始时，域名的字符仅限于ASCII字符的一个子集。2008年，ICANN通过一项决议，允许使用其它语言作为互联网顶级域名的字符。使用基于Punycode码的IDNA系统，可以将Unicode字符串映射为有效的DNS字符集。因此，诸如“×××.中国”的域名可以在地址栏直接输入并访问，而不需要安装插件。但是，由于英语的广泛使用，使用其他语言字符作为域名会产生多种问题，例如难以输入、难以在国际推广等。

历史

DNS最早于1983年由保罗·莫卡派乔斯（Paul Mockapetris）发明；原始的技术规范在882号因特网标准草案（RFC 882）中发布。1987年发布的第1034和1035号草案修正了DNS技术规范，并废除了之前的第882和883号草案。在此之后对因特网标准草案的修改基本上没有涉及到DNS技术规范部分的改动。

早期的域名必须以英文句号.结尾。例如，当用户访问中华人民共和国国务院的HTTP服务时，必须在地址栏中输入：http://www.gov.cn.，这样DNS才能够进行域名解析。如今，DNS服务器已经可以自动补上结尾的句号。

记录类型

DNS系统中，常见的资源记录类型有：

主机记录（A记录）：RFC 1035定义，A记录是用于名称解析的重要记录，它将特定的主机名映射到对应主机的IP地址上。
别名记录（CNAME记录）: RFC 1035定义，CNAME记录用于将某个别名指向到某个A记录上，这样就不需要再为某个新名字另外创建一条新的A记录。
IPv6主机记录（AAAA记录）: RFC 3596定义，与A记录对应，用于将特定的主机名映射到一个主机的IPv6地址。
服务位置记录（SRV记录）: RFC 2782定义，用于定义提供特定服务的服务器的位置，如主机（hostname），端口（port number）等。
域名服务器记录（NS记录）：用来指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析。您注册域名时，总有默认的DNS服务器，每个注册的域名都是由一个DNS域名服务器来进行解析的，DNS服务器NS记录地址一般以以下的形式出现： ns1.domain.com、ns2.domain.com等。简单的说，NS记录是指定由哪个DNS服务器解析你的域名。
NAPTR记录：RFC 3403定义，它提供了正则表达式方式去映射一个域名。NAPTR记录非常著名的一个应用是用于ENUM查询。

技术实现

概述

DNS通过允许一个名称服务器把它的一部分名称服务（众所周知的zone）“委托”给子服务器而实现了一种层次结构的名称空间。此外，DNS还提供了一些额外的信息，例如系统别名、联系信息以及哪一个主机正在充当系统组或域的邮件枢纽。

任何一个使用IP的计算机网络可以使用DNS来实现它自己的私有名称系统。尽管如此，当提到在公共的Internet DNS系统上实现的域名时，术语“域名”是最常使用的。

这是基于984个全球范围的“根域名服务器”（分成13组，分别编号为A至M）^[2]。从这984个根服务器开始，余下的Internet DNS命名空间被委托给其他的DNS服务器，这些服务器提供DNS名称空间中的特定部分。

软件

DNS系统是由各式各样的DNS软件所驱动的，例如：

BIND（Berkeley Internet Name Domain），使用最广的DNS软件
DJBDNS（Dan J Bernstein's DNS implementation）
MaraDNS
Name Server Daemon（Name Server Daemon）
PowerDNS
Dnsmasq

国际化域名

Punycode是一个根据RFC 3492标准而制定的编码系统，主要用于把域名从地方语言所采用的Unicode编码转换成为可用于DNS系统的编码。而该编码是根据域名相异字表（由IANA制定），Punycode可以防止所谓的IDN欺骗。

域名解析

举一个例子，example.com作为一个域名就和IP地址1.2.3.4相对应。DNS就像是一个自动的电话号码簿，我们可以直接拨打1.2.3.4的名字example.com来代替电话号码（IP地址）。DNS在我们直接调用网站的名字以后就会将像example.com一样便于人类使用的名字转化成像1.2.3.4一样便于机器识别的IP地址。

DNS查询有两种方式：递归和迭代。DNS客户端设置使用的DNS服务器一般都是递归服务器，它负责全权处理客户端的DNS查询请求，直到返回最终结果。而DNS服务器之间一般采用迭代查询方式。

以查询www.example.com为例：

客户端发送查询报文"QUERY www.example.com"至DNS服务器，DNS服务器首先检查自身缓存，如果存在记录则直接返回结果。
如果记录老化或不存在，则：
1. DNS服务器向根域名服务器发送查询报文"QUERY www.example.com"，根域名服务器返回顶级域 .com 的顶级域名服务器地址。
2. DNS服务器向 .com 域的顶级域名服务器发送查询报文"query www.example.com"，得到二级域 .example.com 的权威域名服务器地址。
3. DNS服务器向 .example.com 域的权威域名服务器发送查询报文"query www.example.com"，得到主机 zh 的A记录，存入自身缓存并返回给客户端。

WHOIS（域名数据库查询）

一个域名的所有者可以通过查询WHOIS数据库^[3]而被找到；对于大多数根域名服务器，基本的WHOIS由ICANN维护，而WHOIS的细节则由控制那个域的域注册机构维护。

对于240多个国家代码顶级域名（ccTLDs），通常由该域名权威注册机构负责维护WHOIS。例如中国互联网络信息中心（China Internet Network Information Center）负责.CN域名的WHOIS维护，香港互联网注册管理有限公司（Hong Kong Internet Registration Corporation Limited）负责.HK域名的WHOIS维护，台湾网络信息中心（Taiwan Network Information Center）负责.TW域名的WHOIS维护。

其他

此外，一些黑客通过伪造DNS服务器将用户引向错误网站，以达到窃取用户隐私信息的目的。^[4]。

参考文献

↑ （英文）P. Mockapetris. RFC 1035 - DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION: Page 32. 1987-11 [2018-04-24]. The Internet supports name server access using TCP [RFC-793] on server port 53 (decimal) as well as datagram access using UDP [RFC-768] on UDP port 53 (decimal).
↑ （英文）Root Server Technical Operations Assn. [2014年1月28日].
↑ 存档副本. [2018-08-05].
↑ JORDAN ROBERTSON. Use of Rogue DNS Servers on Rise. The Associated Press.

RFC 882
RFC 883
RFC 1034
RFC 1035
RFC 1180 - TCP/IP tutorial

外部链接

[1] （英文）P. Mockapetris. RFC 1035 - DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION: Page 32. 1987-11 [2018-04-24]. The Internet supports name server access using TCP [RFC-793] on server port 53 (decimal) as well as datagram access using UDP [RFC-768] on UDP port 53 (decimal).

[2] （英文）Root Server Technical Operations Assn. [2014年1月28日].

[3] 存档副本. [2018-08-05].

[4] JORDAN ROBERTSON. Use of Rogue DNS Servers on Rise. The Associated Press.

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