什么是域名系統(tǒng)

在Internet中.由于采用了統(tǒng)一的IP地址，使得網(wǎng)站制作上任意兩臺(tái)主機(jī)的應(yīng)用程序都可以很方便地使用IP地址進(jìn)行通信。但I(xiàn)P地址是一個(gè)具有32 bit長的二進(jìn)制數(shù)，即便使用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來表示，對(duì)于一般用戶來說，要記住這類抽象數(shù)字的IP地址還是十分困難的。為了向一般用戶提供一種直觀明了的主機(jī)識(shí)別符(主機(jī)名),TCP八P專門設(shè)計(jì)了一種字符型的主機(jī)命名機(jī)制，也就是給每一臺(tái)主機(jī)一個(gè)由字符串組成的名字，這種主機(jī)名相對(duì)于IP地址來說是一種更為高級(jí)的地址形式，這就是本小節(jié)所要討論的域名系統(tǒng)。

Internet的域名系統(tǒng)一方面可以給每臺(tái)主機(jī)一個(gè)容易記憶的名字，另一方面還可以建立主機(jī)名與IP地址之間的映射關(guān)系。域名系統(tǒng)還能夠完成咨詢主機(jī)各種信息的工作。幾乎所有的應(yīng)用層軟件都要使用域名系統(tǒng)，例如，遠(yuǎn)程終端協(xié)議(Telnet )、文件傳輸協(xié)議(FTP)和簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)等。

1.層次型域名系統(tǒng)命名機(jī)制及管理

給網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)命名，最簡單的方法就是每一臺(tái)主機(jī)的名字由一個(gè)字符串組成，地址解析通過網(wǎng)絡(luò)信息中心(NIC)中的主機(jī)名與IP地址映射表來解決，然后由NIC負(fù)責(zé)主機(jī)名字的分配、確認(rèn)和回收等工作，這種稱為“無層次命名機(jī)制”的方法，它從表面上看起來是比較簡單的。但實(shí)際上，它無法應(yīng)用于Internet這類規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，根本原因在于這種命名機(jī)制沒有結(jié)構(gòu)性。

隨著Internet網(wǎng)上主機(jī)的數(shù)量不斷增加，主機(jī)重名的可能性越來越大，網(wǎng)絡(luò)信息中心的負(fù)擔(dān)越來越重，而且地址映射表的維護(hù)也將越來越困難。因此，Internet采取了一種層次型結(jié)構(gòu)的命名機(jī)制。對(duì)Internet上主機(jī)的命名，一般必須考慮3個(gè)方面的問題:①主機(jī)名字在全局的唯一性，即能在整個(gè)Internet上通用;②要便于管理;③要便于映射。由于用戶級(jí)的名字不能為使用IP地址的協(xié)議所接受.而IP地址也不容易為一般用戶理解，因此，兩者之間存在著映射需求，映射的效率是一個(gè)關(guān)鍵問題。對(duì)以上3方面問題的特定解決方法便構(gòu)成了一種特定的命名機(jī)制—層次型命名機(jī)制。所謂“層次型”是指在名字中加人了層次型結(jié)構(gòu)，使它與層次型名字空間(Hierarchy Name Space)管理機(jī)制的層次相對(duì)應(yīng)。名字空間被分成若干個(gè)部分并授權(quán)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理。該管理機(jī)構(gòu)又有權(quán)對(duì)其所管轄的名字空間進(jìn)一步劃分，并再授權(quán)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理。如此下去，名字空間的組織管理便形成一種樹狀的層次結(jié)構(gòu)。各層管理機(jī)構(gòu)以及最后的主機(jī)在樹狀結(jié)構(gòu)中被表示為結(jié)點(diǎn)，并用相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符來表示。

域名系統(tǒng)是一個(gè)分布式的主機(jī)信息數(shù)據(jù)庫，它管理著整個(gè)Internet的主機(jī)名與IP地址。

域名系統(tǒng)是采用分層管理的，因此，這個(gè)分布式主機(jī)信息數(shù)據(jù)庫也是分層結(jié)構(gòu)的，它類似于計(jì)算機(jī)中文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。整個(gè)數(shù)據(jù)庫是一棵倒立的樹形結(jié)構(gòu)，如圖5-10所示。頂部是根，根名為空標(biāo)記“”，但在文本格式中寫成“.”，樹中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)代表整個(gè)數(shù)據(jù)庫的一部分，也就是域名系統(tǒng)的域，域可以進(jìn)一步劃分為子域。每一個(gè)域都有一個(gè)域名，用來定義它在數(shù)據(jù)庫中的位置。在域名系統(tǒng)中，域名全稱是從子域名向上，直到根的所有標(biāo)記組成的串，標(biāo)記之間由“.”分隔開。

在層次型命名機(jī)制管理中，最高一級(jí)名字空間的劃分是基于“網(wǎng)點(diǎn)名(Site Name)"的。一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)作為整個(gè)Internet的一部分.由若干網(wǎng)絡(luò)組成，這些網(wǎng)絡(luò)在地理位置或組織關(guān)系上聯(lián)系非常緊密，因此一nternet將它們4111象成一個(gè)二點(diǎn)”來處理。例如，商業(yè)組織(COM)、教育機(jī)構(gòu)(EDU)和某一個(gè)國家代碼<Country Code>等。在各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)又可以分出若干個(gè)“管理組(Administrative Croup )".因此，第二級(jí)名字空間的劃分是基于“組名(Group Name)"的，在組名下面才是各主機(jī)的“本地名”。一般情況下，一個(gè)完整而通用的層次型主機(jī)名由3部分組成。

有時(shí)主機(jī)的本地名部分可能是一個(gè)具體的機(jī)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)稱為“子域”。在子域前面可標(biāo)有主機(jī)名因而層次型主機(jī)名可表示為:主機(jī)名本地名組名網(wǎng)點(diǎn)名。例如一臺(tái)主機(jī)名為www.nlc.gov.en.則它表示的是中國國家圖書館的一臺(tái)主機(jī)的名字。

2.Internet域名系統(tǒng)的規(guī)定

Internet所實(shí)現(xiàn)的層次型名字管理機(jī)制被稱為域名系統(tǒng)(Domain Name System，DNS)。為了保證域名系統(tǒng)具有通用性，Internet制定了一組正式的通用標(biāo)準(zhǔn)代碼作為第一級(jí)域名。

在第一級(jí)域名代碼中，前面8個(gè)域名對(duì)應(yīng)于組織模式，接下來的一個(gè)域名對(duì)應(yīng)于地理模式。組織模式是按組織管理的層次結(jié)構(gòu)劃分所產(chǎn)生的組織型域名，由3個(gè)字母組成，如EDU、COM等.1997年又新增加了7個(gè)第一級(jí)域名FIRM、 STORE、WEB、ARTS、REC、INFO和NOM。而地理模式則是按國別地理區(qū)域劃分所產(chǎn)生的地理型域名，這類域名是世界各國和地區(qū)的名稱，并且規(guī)定由兩個(gè)字母組成，如表5-2所示為一些地區(qū)代碼。

中國的Internet的最高級(jí)域名為“CN”，二級(jí)域名共40個(gè)，分為6個(gè)“類別域名”，包括AC,CObI,EDU,GOV,NET和OHG.34個(gè)“行政區(qū)域名”，例女Il.BJ(北京),SH(上海),TJ(天津)和zi(浙江)等。

3.域名系統(tǒng)的工作原理

用人們熟悉的自然語言去標(biāo)識(shí)一臺(tái)主機(jī)的域名，自然要比用數(shù)字型的IP地址更容易記憶。但是主機(jī)域名不能直接用于TCP八P的路由選擇之中。當(dāng)用戶使用主機(jī)域名進(jìn)行通信時(shí).必須首先將其映射成IP地址。因?yàn)镮nterne，通信軟件在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)都必須使用IP地址，這種將主機(jī)域名映射為IP地址的過程叫做域名解析。域名解析包括正向解析(從域名到IP地址)以及反向解析(從IP地址到域名)。Internet的域名系統(tǒng)能夠透明地完成此項(xiàng)工作。

Internet域名到IP址山L白勺映射是由一組既獨(dú)立又協(xié)作的域名服務(wù)器來完成的。域名服務(wù)器實(shí)際上是一種域名服務(wù)軟件。它運(yùn)行在指定的機(jī)器上，完成域名與IP地址之間的映射。

(1)域名系統(tǒng)的組成

域名系統(tǒng)由解析器和域名服務(wù)器組成。

①解析器:在域名系統(tǒng)中，解析器為客戶方.它與應(yīng)用程序連接，負(fù)責(zé)查詢域名服務(wù)器.解釋從域名服務(wù)器返回的應(yīng)答以及把信息傳送給應(yīng)用程序等。

②域名服務(wù)器:域名服務(wù)器用于保存域名信息，一部分域名信息組成一個(gè)區(qū)，域名服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理一個(gè)或若干個(gè)區(qū)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，每個(gè)區(qū)的域名信息至少由兩臺(tái)域名服務(wù)器來保存。

(2)域名系統(tǒng)的工作過程

一臺(tái)域名服務(wù)器不可能存儲(chǔ)Internet中所有的計(jì)算機(jī)名字和地址。一般來說，服務(wù)器上只存儲(chǔ)一個(gè)公司或組織的計(jì)算機(jī)名字和地址。例如，當(dāng)中國的一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶需要與美國麻省理工大學(xué)的一臺(tái)名為ww w的計(jì)算機(jī)通信時(shí).該用戶首先必須指出那臺(tái)計(jì)算機(jī)的名字。假定該計(jì)算機(jī)的域名地址為“www.mlt.edu"。中國這臺(tái)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序在與計(jì)算機(jī)www通信之前，首先需要知道ww、的IP地址。為了獲得IP地址，該應(yīng)用程序就需要使用Internet的域名服務(wù)器。

①假定解析器向中國的本地域名服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，查尋“www.mit.edu”的IP地址。

②中國的本地域名服務(wù)器先查詢自己的數(shù)據(jù)庫，若發(fā)現(xiàn)沒有相關(guān)的記錄，則向根“.”域名服務(wù)器發(fā)出查尋“www.mit.edu”的IP地址請(qǐng)求;根域名服務(wù)器給中國本地域名服務(wù)器返回一個(gè)指針信息，并指向edu域名服務(wù)器。

③中國的木地域名服務(wù)器向edu域名服務(wù)器發(fā)出查找“mit.edu”的IP地址請(qǐng)求，edu域名服務(wù)器給中國的本地域名服務(wù)器返回一個(gè)指針信息，并指向“mit.edu”域名服務(wù)器。

④經(jīng)過同樣的解析過程，“mit.edu”域名服務(wù)器再將“www.mit.edu”的IP地址返回給中國的本地域名服務(wù)器。

⑤中國本地域名服務(wù)器將“www.mit.edu”的IP地址發(fā)送給解析器。

⑥解析器使用IP地址與www.mit.edu進(jìn)行通信。

整個(gè)過程看起來相當(dāng)煩瑣，但由于采用了高速緩存機(jī)制，所以查詢過程非常快。由上述例子可以看出，本地域名服務(wù)器為了得到一個(gè)地址，往往需要查找多個(gè)域名服務(wù)器。因此，在查尋地址的同時(shí)，本地域名服務(wù)器也就得到許多其他域名服務(wù)器的信息，如IP地址、負(fù)責(zé)的區(qū)域等。本地域名服務(wù)器將這些信息連同最近查到的主機(jī)地址全部都存放到高速緩存中，以便將來參考。

(3)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的域名管理

我國為了適應(yīng)Internet的迅速發(fā)展，特地成立了“中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心”，并頒布了中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名新規(guī)定。國務(wù)院信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室于1997年6月3日在北京主持召開中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心成立暨《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊(cè)暫行管理辦法》發(fā)布大會(huì)，宣布中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(China Network Information Center， CNNIC)成立，并發(fā)布(中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊(cè)暫行管理辦法》和《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊(cè)實(shí)施細(xì)則》。CNNIC負(fù)責(zé)我國境內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊(cè)、IP地址分配、自治系統(tǒng)號(hào)分配和反向域名登記等注冊(cè)服務(wù)，同時(shí)還將提供有關(guān)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)及相關(guān)信息與培訓(xùn)服務(wù)。CNNIC作為一個(gè)非營利性管理和服務(wù)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)對(duì)我國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、方針、政策及管理提出建議，并協(xié)助國務(wù)院信息辦實(shí)施對(duì)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的管理。
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