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第18章 域名系統(tǒng)及設置
- 第18章 域名系統(tǒng)及設置
- 傳統(tǒng)上, 將域名轉換成IP地址的方式主要靠查表達式, 主機的管理者需將IP地址對應的域名列在主機信息表(host table)內, 此表通常是個普通的文件, TCP/IP的應用程序會根據(jù)該表進行域名的轉換, 這種方式已隨著網(wǎng)絡的擴張而顯得越來越?jīng)]有效率, 往往一個主機信息表內即有數(shù)以百計的主機, 例如:在Internet的網(wǎng)絡信息中心(InterNIC)即維護一份巨大的主機信息表, 列在其中主機稱為已注冊主機(Registered Host)。此外, 這種方式也沒有一個有效率的機制將新注冊主機的信息傳播到其它系統(tǒng)。
- 目前的作法是采用以分散式數(shù)據(jù)庫為結構的域名系統(tǒng)(DNS), DNS不依賴特定的主機信息表, 所有域名信息是采用階層性方式散布在許多域名系統(tǒng)(Domain Name Server)內, 其它主機可向這些域名系統(tǒng)查詢域名對應的IP地址與相關信息。
- 18.1 IP地址表與NIS
- 在結構相對簡單,入網(wǎng)設備數(shù)較少的局部網(wǎng)內,各臺設備的IP地址及相應的設備名被登錄在主機管理文件(或稱之為IP地址表)/etc/hosts中。 對于每臺設備來說, 要利用設備名與其他設備交換文件信息時, 就必須將對方的設備名及其IP地址登錄 在自己的主機管理文件中。主機管理文件/etc/hosts的記錄格式一般為:
- IP地址 設備名稱 設備別名表
- /etc/hosts例:
- 192.168.88.1 host1 loghost
- ..........
- 當局部網(wǎng)內增加新設備時,需要在每臺設備上修改或追加這類管理信息,入網(wǎng)設備數(shù)越多,網(wǎng)絡管理亦越麻煩。因此, 當局部網(wǎng)具有一定的規(guī)模后, 一般常采用NIS (Network Informaion Service)來進行管理。
- 利用NIS管理網(wǎng)絡時,將一些共同的管理文件集中于一臺計算機上,稱該計算機 為NIS主服務器(NIS MasterServer)。 處于該NIS主服務器管轄下的各臺設備在需 要調用外部管理信息時,向主服務器進行查詢并利用查詢結果。 新增或刪減網(wǎng)內設 備時,只須修改服務器上的相應管理文件即可。這樣,在一定程度上可以減少管理工作量。
- 將局部網(wǎng)連入廣域網(wǎng)時,隨著設備數(shù)量之巨增, 如果仍采用單一管理文件或NIS的平面式網(wǎng)絡管理方法,則顯得相當勉強。因為,廣域網(wǎng)內的計算機數(shù)以萬計, 要將 所有關聯(lián)的地址全部記錄于一臺計算機之一個管理文件,勢必造成該文件之巨大化。 這種方法既消耗檢索時間,又將增加誤記的可能性。另外,采用NIS時,由于共通管理 文件的尺寸增大,在網(wǎng)絡內交換管理信息時,將占用通訊線路的大量頻域, 降低實效 通訊速度。同時,這種集中管理方法又會降低整個網(wǎng)絡的可靠性。
- 因此,在大規(guī)模廣域網(wǎng)中之IP地址查詢方面,需要一些不同于上訴方法的分布式 處理技術。目前,在TCP/IP大規(guī)模網(wǎng)絡中,服務最為穩(wěn)定的是域名系統(tǒng)(DNS : Domain Name Server)。在當今網(wǎng)絡世界中,DNS已成為一種公認的網(wǎng)絡標準, 為 各國,各地區(qū),各部門所采用。
- 1.2 DNS-域名服務管理系統(tǒng) DNS具有以下一些重要特征:
- (1) DNS適合于任何網(wǎng)絡規(guī)模,它不依賴于大規(guī)模的IP地址映射表。
- (2) DNS采用分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)結構,易于管理,網(wǎng)絡運行可靠性高。
- (3) 在DNS系統(tǒng)中,新入網(wǎng)的IP信息,在需要時可以自動地播放至網(wǎng)絡的任意角落。
- DNS :IP信息的傳播
- 某一計算機A需要查詢自己所不知道的IP信息時, 只需向DNS服務器提出請求,委托DNS服務器代理查詢即可。DNS采用多級層次樹型結構。 DNS服務器受理查詢請求之后, 首先對存放于該服務器的數(shù)據(jù)庫進行檢索(該數(shù)據(jù)庫一般被存放于cache中)。如果發(fā)現(xiàn)被請求地址,則將檢索結果送回給計算機A;如果在該服務器上仍未能獲得該地址, 該服務器則將相應的請求轉送至自己的上級站,直至獲得結果為止(若 查詢至最終級站仍無法獲得結果時,則將出錯信息返回給查詢者)。
- 在廣域網(wǎng)中,各臺入網(wǎng)設備均依照一定的規(guī)則被劃分在相應的區(qū)段中,一般稱這 種區(qū)段為域。 各域內都設有一臺或多臺域名服務器,為所管轄范圍內之計算機提供設備名與IP地址的映射服務。各部門的域名服務器必須具有統(tǒng)一的通訊標準及合法的處理權限, 以便使各網(wǎng)絡間得以準確地交換IP及尋找信息。局部網(wǎng)之域名服務器 從上級站獲得檢索結果后, 除將其反送給查詢者外,自己還在內存中保留一份備份, 供再次查詢時使用。
- 18.2 DNS系統(tǒng)概要
- 18.2.1 DNS的層次結構
- 為進行分散并行處理,與UNIX的文件系統(tǒng)相類似,DNS采用樹型層次結構。DNS雖 被用于進行設備名與IP地址之映射,但在廣域網(wǎng)中,并不存在保存有整個廣域網(wǎng)之IP地址的設備, 也沒有這種必要。在廣域網(wǎng)中,IP地址信息被有規(guī)律,有計劃地分散在 各子網(wǎng)的域名服務器中。在DNS系統(tǒng)內存在著一個最上級服務器,通常稱之為根點服務器(root server)。 各國家,地區(qū)之根點服務器為國家,地區(qū)間網(wǎng)絡提供IP查詢之 轉向服務。具體的映射是由其下屬的各級服務器所實現(xiàn)的。
- 在中國,ChinaNet之根域(top domain)名為cn。世界各國,地區(qū)之根域名均依照 國際標準化組織的規(guī)定, 采用雙字符表示,但亦有例外。由于歷史原因,在美國仍采 用著之三字符根域表示。
- 對于二級域名,各國有各國的規(guī)定。ChinaNet之二級域名定義如下:
- edu教育科研機關 com商業(yè)性組織 gov政府機關
- net網(wǎng)絡管理機關 org非盈利性組織
- 在ChinaNet上,還將采用下述區(qū)域名表示法:
- beijing北京地區(qū) shanghai上海地區(qū) tianjin天津地區(qū)
- ...... ........
- 各根點之一級域名服務器僅負責其二級域的IP地址信息。二級域名服務器則僅 為其
- 屬性范圍內的各個三級域提供服務。三級域以下的各子域則由各個入網(wǎng)單位自己管理。
- 三級域之域名一般由各個國家的網(wǎng)絡管理中心(NIC:Netwotk Informaion Center)所統(tǒng)
- 一命名和管理。
- ChinaNet亦即CNIC主服務器之域名表示則為ns.cnc.ac.cn.
- 在中國,ChinaNet由CNIC(China Network Information Center)統(tǒng)一負責IP地址分配,
- 及二,三級域名之命名。三級域名常常以各單位的英文縮寫來命名。例如, 北京大學為
- pku,清華大學為tu,東北大學為enu,大連理工大學為dlut等。因此,這些單 位的三級
- 域表示為: pku.edu.cn,tu.edu.cn,neu.edu.cn,dlut.edu.cn ..........
- 四級以下的域名由各三級域名所屬單位各自命名, 一般為各個下屬機關,部門, 學科之
- 英文名縮寫,但必須唯一。 為書寫方便,各子域名的字符數(shù)也不宜過多(采用雙字符的
- 較多)。
- 18.2.2 DNS的動作原理
- 如上所述,為加入廣域網(wǎng),各單位在生成各子域之前,必須針對自己的屬性,向各所在國之
- NIC申請并獲取正式的三級域名,由NIC為其指定上級域。 在ChinaNet上構 筑教育,科研
- 部門網(wǎng)絡時,二級域為edu。該屬性下的各入網(wǎng)單位要委托edu域代管自己的域外信息。凡
- 不屬于自己所在域的信息均需經(jīng)edu域名服務其所獲取。
- 在此,假定edu下afo三級域存在,afo內又分有一些相應的四級子域.以cs域下計算機panda
- 查詢rose.cs.tu.edu.cn為例,讓我們來看一下DNS的動作。
- DNS的動作過程如下:
- panda.cs.afo.edu.cn試圖用telnet命令與rose.cs.tu.edu.cn連接。但由于不知道對方地址, 故向自己之所在域名服務器ns.cs.afo.edu.cn提出查詢請求。
- (1) ns.cs.afo.edu.cn受理該請求后,首先檢索內存中存放的IP地址表.如發(fā)現(xiàn)了該地址,
- 則將其反送給panda.cs.afo.edu.cn。如未能發(fā)現(xiàn), 則將查詢請求轉交給上級域服務
- 器。如此重復至二級域edu至服務器ns.edu.cn。
- (2) ns.edu.cn檢查被查詢的IP信息之所在三級域,將相應的三級服務器ns.tu .edu. cn
- 信息(一般稱之為NS記錄)反送給ns.cs.afo.edu.cn,ns.cs.afo.edu.cn則利用該
- 信息向ns.tu.edu.cn請求查詢rose.cs.tu.edu.cn。
- (3) ns.tu.edu.cn將rose.cs.tu.edu.cn所在域cs.tu.edu.cn之服務器ns.cs.tu.edu.cn
- 信息反送給ns.cs.afo.edu.cn。
- (4) ns.cs.afo.edu.cn向ns.cs.tu.edu.cn請求查詢rouse.cs.tu.edu.cn。ns.cs.tu.edu.cn檢索自己管理的IP地址表,將檢索結果反送給ns.cs.afo.e du.cn。
- (5) ns.cs.afo.edu.cn將所獲得的信息(通常稱之為A記錄)反送給panda, 并將該信息存
- 入內存中的IP地址表,以供再用。
- (7) panda用獲得的信息與rose.cs.tu.edu.cn試連。
- (以后的過程與DNS無關,在此予以省略)
- 在上述動作過程中應該注意的是,DNS的查詢過程并非遞歸過程。各中間站僅向查詢
- 服務器反送相應的NS(Name Server)記錄。最終的查詢是在查詢服務器 與含有被查詢信
- 息之域名服務器之間進行的.各中間站上并不緩存相應的NS記錄 ,即各中間站沒有必要保
- 存與己無關的冗余信息。這使得廣域網(wǎng)中的所有IP地址映射信息能夠分散于各個域名服
- 務器,以達到數(shù)據(jù)分散,控制獨立之目的。
- 18.2.3 DNS服務器分類
- 一般的UNIX工作站上均配有相應的DNS軟件。最常用的是BIND(Berkeley Inter net Name Domain)軟件。
- BIND軟件在概念上由服務器(server)和解釋器(resolver)兩個部分所組成。服務器用于對查詢請求加以應答,它一般為一個獨立的進程,常駐于系統(tǒng)內部. 解釋器 則用于向服務器進程提出查詢請求。解釋器一般并非為一個常駐進程, 而是作為一 些庫程序(libresolv.a等)存放于系統(tǒng)中,以供查詢者動態(tài)(或靜態(tài))調用.該程序庫提供與域名服務器之連接,及信息交換方法。除服務器外,一般的計算機上僅需備有解釋器代碼,即可連入廣域網(wǎng)。但應該注意的是,從系統(tǒng)及網(wǎng)絡的安全性角度來考慮,一些UNIX系統(tǒng)原來配備的BIND軟件因版本陳舊, 往往不為人們所利用。因此,在另外裝入新版本時,對于一些系統(tǒng)(例SunOS 4.1.x等)有必要重新生成解釋器用庫程序, 否則,ftp,telnet,rlogin等需要與解釋器庫程序(libresolv.a)進行動態(tài)連接的實用程序將無法使用。
- BIND的服務器由名為named的一個常駐進程所實現(xiàn)。根據(jù)其所起的作用之不同, 其運行方式可分類如下:
- 主服務器(primary server):
- 負責提供所管轄之域內的全部IP地址映射,保存相應的映射表,并為上級站 所認可。 一個域內只能存在一個主服務器。
- 二級服務器(secondary/slave server):
- 負責提供所管轄之域內的全部IP地址映射 ,保存來自于主服務器的IP映射表。 用于在主服務器故障,或過于擁擠時,提供代換服務,以提高網(wǎng)絡的運行性能。
- 緩存服務器(cache/hint server):
- 在域名服務器中,為了提高檢索速度,一般都在內存中開辟緩存. 在該緩存 區(qū)中保存具有一定生存期限的查尋數(shù)據(jù). 緩存服務器即是僅具備這種緩存 區(qū),而不具備下屬域處理權限的一種特殊的域名服務器.
- BIND軟件仍在不斷的進行著版本更新,以適應新的安全性,管理性, 及IPv6等新 技術之需要.BIND當前(1997年6月)之最新版本為BIND 8.1.
- 應該注意的是, BIND 8.1問世以后, 域名服務器的設定與維護出現(xiàn)了一些很大 的變化. 與BIND 4.X.X相比,BIND 8.1又糾正了一些錯誤,增添了以下新的功能:
- (1)提供DNS之動態(tài)更新功能(RFC 2136)
- (2)提供DNS更新通知功能(RFC 1996)
- (3)提供更加充實的記錄功能
- (4)可以進行IP地址級查尋控制,及域間傳送,修改權限控制
- (5)改進了域間傳送效率
- 下面,讓我們以介紹一下DNS的具體生成,及管理方法.
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