Transcript CH11 DNS協定

CHAPTER
11
DNS協定
► 11-7 DNS資源記錄
DNS簡介
► 11-8 DNS客戶端的驗證
► 11-2 DNS的架構
► 11-3 階層且分散式的資料庫► 11-9 DNS的封包格式
► 11-10 DNS封包的擷取分析
► 11-4 DNS的查詢
► 11-5 遞迴查詢與反覆查詢
► 11-6 DNS伺服器的種類
► 11-1
11-1 DNS簡介
►
DNS的主要功能，就是以較容易記住的FQDN轉換成
為電腦使用的IP位址，而避免一長串需記住的數字號
碼。
► DNS系統由DNS伺服器和DNS客戶端主機組成。當客
戶端主機輸入一個FQDN後，會向DNS伺服器要求查
詢 此 FQDN 的 IP 位 址 ， 稱 為 前 向 名 稱 查 詢 (Forward
Name Query)，伺服器會至資料庫找出對應的IP位址
並回覆給客戶端，稱為前向名稱解析(Forward Name
Resolution)。
► FQDN是由主機名稱加上網域名稱，再加上根網域「.」
所組成，以「www.hinet.net.」為例，www代表這部
Web伺服器的主機名稱；hinet.net則代表此部伺服器
的網域名稱，以及最後的那一點「.」代表在整個
DNS架構中位於樹狀階層中的最上層的根網域。
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範例1：若FQDN為「www.google.com.tw」所對應的IP位
址為「61.224.52.23」。試說明查詢過程。反過來，說明反
向名稱查詢過程。
►
解
► DNS客戶端會依據FQDN向DNS伺服器要求查詢此FQDN
的IP位址，因而伺服器會去對照其資料庫內的資料，若
FQDN 為 「 www.google.com.tw 」 ， 則 會 在
「.google.com.tw」網域內的DNS伺服器內找到一筆www
的主機對應到IP位址為「61.224.52.23」的記錄。
► DNS 處理反向查詢時， 就必須將I P 位址反向安排， 再
附加上in-addr及arpa這兩標記， 才能為反向網域所作業。
因此，DNS 解析器收到IP位址為「61.224.52.23」，解析
器會將它變成「23.52.224.61.in-addr.arpa」，然後送到本
地 的 網 域 伺 服 器 ， 找 到 一 筆 記 錄 「 23 」 對 應 到
「www.google.com.tw」的資料。
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11-2 DNS的架構
►
►
DNS架構分為4層，由上而下分別是根網域(root domain)、頂
層網域(top level domain)、第二層網域(second level domain)
和主機。舉例來說，一家公司有一部主機的網域名稱為
acc.topic.com，其中的com為頂層網域；topic為com的子網域；
acc則為topic.com這個網域內的一個主機名稱。
根網域管理下層稱為頂層網域(Top Level Domain；TLD)，
TLD又分為通用頂層網域，英文簡稱為gTLD(generic TLD)，
以及國碼頂層網域，英文簡稱為ccTLD(country code TLD)。
前者的名稱是以組織性質來區分，例如com(商業)、edu(教
育)、gov(政府)、int(國際組織)、mil(軍方)、net(網路中心)、
org(組織機構)等，如圖11-1及表11-1所示；後者是以國家為
分類的，例如：cn代表中國大陸、tw代表台灣、jp代表日本、
ca代表加拿大，如圖11-2所示。
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► 第二層網域
► 在台灣採用的頂層網域是依據c
cTLD方式來命名，
即「. tw」網域。第二層網域則是以組織性質區
分的.com、.org等網域；再細分下去的網域也全
都歸類在第二層網域。
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► DNS
Zone
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11-3 階層且分散式的資料庫
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範例2：參考圖11-5，用戶端(或稱客戶端)如何知道
www.google.com主機的IP位址。
►解
► 首先，用戶端向根伺服器詢問該網域名稱是記錄
在哪一部com DNS伺服器，然後用戶端從com
DNS伺服器得知google.com DNS伺服器，最後用
戶端向google.com DNS伺服器查詢而得到www.
google.com的IP位址。
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11-4 DNS的查詢
► 當客戶端需要查詢一個FQDN對應的IP位址時，會
交 由 DNS 解 析 器 來 負 責 查 詢 ， 而 解 析 器 會 先 去
「DNS解析器的快取(DNS Resolver Cache)」查詢，
如果無法從快取得到所要的資訊，才向指定的DNS
伺服器查詢。
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範例3：圖11-8中的chen.tti.edu主機要求查詢
yuan.flag.free.edu的位址。
►
解
► 假設本地DNS伺服器稱為dns.tti.edu；官方DNS伺服器稱
為 dns.flag.free.edu 。 圖 11-8 共 分 成 10 步 驟 ， 使 得
chen.tti.edu的主機可得知yuan.flag.free.edu主機的IP位址。
步驟1：主機chen.tti.edu會先送出DNS查詢訊息至本地DNS
伺服器dns.tti.edu。注意：DNS查詢訊息包含目的端的主
機名稱yuan.flag.free.edu。
步驟2：本地DNS伺服器會將DNS要求查詢訊息轉送至根
DNS伺服器。
步驟3：根DNS伺服器會將負責edu的TLD DNS伺服器清單
回應給本地DNS伺服器。
步驟4：本地DNS伺服器dns.tti.edu重送要求查詢訊息至其中
一部TLD DNS伺服器。
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步驟5：但TLD DNS伺服器只知道其中一部中間DNS伺服器
dns.free.edu才能得知yuan.flag.free.edu主機的IP位址。
步驟6：本地DNS伺服器dns.tti.edu重送要求查詢訊息至中間
TLD DNS伺服器dns.free.edu。
步驟7：當中間DNS伺服器dns.free.edu接收到dns.tti.edu的主機
查 詢 ， 結 果 發 現 此 主 機 要 找 的 官 方 DNS 伺 服 器 是
dns.flag.free.edu，而它的IP位址也會傳回給dns.tti.edu。
步驟8：於是本地DNS伺服器dns.tti.edu重送要求查詢訊息至
dns.flag.free.edu。
步驟9：dns.flag.free.edu會回應本地DNS伺服器所要求查詢的相
關資訊。
步 驟 10 ： 本 地 DNS 伺 服 器 會 將 得 到 的 IP 位 址 ( 指
yuan.flag.free.edu)傳給發出此要求查詢的主機chen.tti.edu。
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11-5 遞迴查詢與反覆查詢
► 當本地DNS伺服器接收到客戶端查詢時，必須要回
覆客戶端所要查詢(可能先透過DNS解析器的快取查
詢)的主機名稱解析所對應的IP位址，若找不到對應
的資料，也不會通知客戶端去查詢另一部DNS伺服
器，像這種會增加DNS伺服器在名稱解析時的負擔，
使其更為吃重的查詢稱為遞迴查詢(Recursive Query)。
例如：在圖11-8的步驟1的主機chen.tti.edu送出DNS
查詢訊息至本地DNS伺服器就屬此查詢。但接下來
的步驟2至10都是用在進行伺服器對伺服器之間的查
詢 動 作 ， 且 回 覆 均 直 接 傳 回 給 本 地 DNS 伺 服 器
chen.tti.edu ， 像 這 樣 反 覆 的 查 詢 稱 為 循 環 查 詢
(Iterative Query)。
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11-6 DNS伺服器的種類
► 主要名稱伺服器
► 次要名稱伺服器
► 快取伺服器
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11-7 DNS資源記錄
► SOA(Start
Of Authority；起始授權)
► NS(Name Server；名稱伺服器)
► A(Address；位址)
► AAAA(Address；位址)
► PTR(Pointer；反向查詢指標)
► CNAME(Canonical Name；別名)
► MX(Mail Exchanger；郵件交換器)
► HINFO(Host Information；主機資訊)
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11-8 DNS客戶端的驗證
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11-9 DNS的封包格式
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► Query
Identifier(Query ID，查詢編號)佔16bits
用戶端每次送出要求查詢封包時會自動產生此編號；
而伺服器會複製此編號到回覆的封包，用戶端也可
依此編號辨認是回覆哪一個查詢封包。
► Query/Response(QR)佔1bit
0代表要求查詢封包；1代表回覆封包。
► OP Codes(Operation Codes，操作碼)佔4bits
用來識別DNS封包的類型。注意：標準查詢包含前
向查詢、逆向查詢與反向查詢。反向查詢已取代逆
向查詢(逆向查詢已不再使用)，如表11-2所示。
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► Flags佔4bitz s
由 左 至 右 各 佔 1bit ， 分 別 是 AA (Authoritative
Answer)、TC (Truncation)、RD(Recursion Desired)、
RA (Recursion Available)，如表11-3所示。
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► Reserved佔3bits
保留未用，欄位值全為0。
► RCode(Return Code)佔4bits
指出DNS查詢時，回覆封包會通知所發生的錯誤訊
息，如表11-4所示。注意：6-15保留未用。
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Section 、 Answer Section 、 Authority
Section、Additional Records Section各佔32bits
共4個Section，每一Section又分為NAME、TYPE、
CLASS等3個子欄位，分別作為查詢、回應、授權、
額 外 記 錄 等 封 包 的 資 訊 。 至 於 Question Count 佔
16bits，用來存放Question Section欄位的資料筆數。
其他依序為：Answer RR Count佔16bits，用來存放
Answer Section 欄 位 的 資 料 筆 數 ， Authority RR
Count佔16bits，用來存放Authority Section欄位的資
料 筆 數 ， 以 及 Additional RR Count ， 用 來 存 放
Additional Section欄位的資料筆數。
► Question
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11-10 DNS封包的擷取分析
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圖11-13 本地伺服器向客戶端回覆
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