DNS工作原理
我们通常使用机器的域名来访问这台机器，而不直接使用其IP地址，比如访问因特网上的各种网站。那么如何将机器的域名转换成IP地址呢？这就需要使用域名查询服务。域名查询服务有很多种实现方式，比如NIS(Network Information Service，网络信息服务)、DNS和本地静态文件等。
DNS查询和应答报文详解
DNS是一套分布式的域名服务系统。每个DNS服务器上都存放着大量的机器名和IP地址的映射，并且是动态更新的。众多网络客户端程序都使用DNS协议来向DNS服务器查询目标主机的IP地址。DNS查询和应答报文的格式如图所示。
16位标识字段用于标记一对DNS查询和应答，以此区分一个DNS应答是哪个DNS查询的回应。
16位标志字段用于协商具体的通信方式和反馈通信状态。DNS报文头部的16位标志字段的细节如图1-12所示。
图1-12中各标志的含义分别是：
QR，查询/应答标志。0表示这是一个查询报文，1表示这是一个应答报文。
opcode，定义查询和应答的类型。0表示标准查询，1表示反向查询(由IP地址获得主机域名)，2表示请求服务器状态。
AA，授权应答标志，仅由应答报文使用。1表示域名服务器是授权服务器。
TC，截断标志，仅当DNS报文使用UDP服务时使用。因为UDP数据报有长度限制，所以过长的DNS报文将被截断。1表示DNS报文超过512字节，并被截断。
RD，递归查询标志。1表示执行递归查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将向其他DNS服务器继续查询，如此递归，直到获得结果并把该结果返回给客户端。0表示执行迭代查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将自己知道的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端，以供客户端参考。
RA，允许递归标志。仅由应答报文使用，1表示DNS服务器支持递归查询。
zero，这3位未用，必须都设置为0。
rcode，4位返回码，表示应答的状态。常用值有0(无错误)和3(域名不存在)。
接下来的4个字段则分别指出DNS报文的最后4个字段的资源记录数目。对查询报文而言，它一般包含1个查询问题，而应答资源记录数、授权资源记录数和额外资源记录数则为0。应答报文的应答资源记录数则至少为1，而授权资源记录数和额外资源记录数可为0或非0。
查询问题的格式如图1-13所示。
图1-13中，查询名以一定的格式封装了要查询的主机域名。16位查询类型表示如何执行查询操作，常见的类型有如下几种：
类型A，值是1，表示获取目标主机的IP地址。
类型CNAME，值是5，表示获得目标主机的别名。
类型PTR，值是12，表示反向查询。
16位查询类通常为1，表示获取因特网地址(IP地址)。
应答字段、授权字段和额外信息字段都使用资源记录(Resource Record，RR)格式。资源记录格式如图1-14所示。
图1-14中，32位域名是该记录中与资源对应的名字，其格式和查询问题中的查询名字段相同。16位类型和16位类字段的含义也与DNS查询问题的对应字段相同。
32位生存时间表示该查询记录结果可被本地客户端程序缓存多长时间，单位是秒。
16位资源数据长度字段和资源数据字段的内容取决于类型字段。对类型A而言，资源数据是32位的IPv4地址，而资源数据长度则为4(以字节为单位)。
至此，我们简要地介绍了DNS协议。我们将在后面给出一个DNS通信的具体例子。DNS协议的更多细节请参考其RFC文档(DNS协议存在诸多RFC文档，每个RFC文档介绍其一个侧面，比如RFC 1035介绍的是域名的实现和规范，RFC 1886则描述DNS协议对IPv6的扩展支持)。