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  • DNS协议工作过程   下面以域名为m.xyz.com的主机欲通过另一个主机的域名y.abc.com的IP地址为例,简述DNS协议过程。 主机m.xyz.com先向其本地服务器dns.xyz.com进行递归查询。 本地域名服务器先查询高速缓存,如果...

    DNS协议工作过程

      下面以域名为m.xyz.com的主机欲通过另一个主机的域名y.abc.com的IP地址为例,简述DNS协议过程。

    1. 主机m.xyz.com先向其本地服务器dns.xyz.com进行递归查询。
    2. 本地域名服务器先查询高速缓存,如果不久前已经查询过域名y.abc.com的IP,那么本地域名服务器就不必向根域名服务器查询,而是直接把高速缓存中存放的上次查询的结果(即y.abc.com的IP地址)告诉用户。
    3. 本地域名服务器采用迭代查询。他先向一个根域名服务器查询。
    4. 根域名服务器告诉本地域名服务器,下一次应查询的顶级域名服务器dns.com的IP地址。
    5. 本地域名服务器向顶级域名服务器dns.com进行查询。
    6. 顶级域名服务器dns.com告诉本地域名服务器,下一次应查询的权限域名服务器dns.abc.com的IP地址。
    7. 本地域名服务器向权限域名服务器dns.abc.com进行查询。
    8. 权限域名服务器dns.abc.com告诉本地域名服务器,所查询的主机的ip地址。
    9. 本地域名服务器最后把查询的结果告诉主机m.xyz.com。

    安全隐患

      由于DNS本身的设计缺陷,没有提供适当的信息保护和认证机制,使得DNS很容易受到攻击。比如DNS Spoofing(DNS欺骗)、Cache Poisoing(缓存中毒),Server Compromising(服务器中毒),DoS。DNS Spoofing(DNS欺骗)、Cache Poisoing(缓存中毒)是其中最容易实现,且危害最大的两个攻击。DNS欺骗能够实现的成因是,在DNS报文中只使用一个序列号来进行有效性鉴别,加之DNS客户端简单地信任首先到达的应答包而丢弃所有后到达的应答包,使得攻击者很容易监听到查询请求并伪造应答包给DNS客户端。缓存中毒的成因也是由于DNS协议没有提供恰当的认证机制。在已知端口号的前提下,利用“生日攻击”,通过发送大量的DNS应答包来猜测攻击目标的DNS请求包的ID号,如果所发送的伪造应答包中存在和请求包的ID一致的情况,也就是产生了所谓的“碰撞”,则欺骗成功。

    消除DNS安全隐患

    1. 对少数信息安全级别要求高的网站避免使用DNS。可以直接通过IP地址访问,绕开DNS服务。
    2. 防范ARP攻击。因为DNS欺骗需要以ARP欺骗为基础。避免了ARP攻击的可能,自然无法进行DNS欺骗。
    3. 发送DNS请求时采用随机端口,降低“碰撞”成功的可能性。
    4. 为信息安全要求高的网站建立标准的IP映射表。为少部分网站(比如设计私密信息的网站或经常访问的网站)制作静态标准DNS映射表。
    5. 被动检测。针对攻击往往在短时间内发送大量针对同一个域名的请求包的特点,进行检测或者限制发送的请求包的数量。

    转载于:https://www.cnblogs.com/d0main/p/6915003.html

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  • DNS协议概述

    千次阅读 2017-11-01 18:16:45
    DNS工作原理  通常情况下我们要访问某个网站,使用的是该网站所在机器的域名,而不是直接使用其IP地址。将机器域名转换为IP地址的过程,这就需要域名查询服务。常见的域名查询服务有NIS(Network Information ...

    《Linux高性能服务器编程》阅读笔记:

    1. DNS工作原理

      通常情况下我们要访问某个网站,使用的是该网站所在机器的域名,而不是直接使用其IP地址。将机器域名转换为IP地址的过程,这就需要域名查询服务。常见的域名查询服务有NIS(Network Information Service, 网络信息服务)、本地静态文件和DNS。

      DNS是一套分布式的域名服务系统,即有多个DNS服务器遍布于世界。每个DNS服务器上存放着大量的机器域名和IP地址的映射,并且是动态更新。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。举例:有时候电脑的DNS服务器的地址没有设置好时,出现浏览器不可以访问网站,但是腾讯QQ可以上网聊天的情况。这是因为腾讯QQ客户端访问腾讯服务器时用的是IP地址而非域名,因此不需要DNS服务器进行域名查询服务,而浏览器上通过域名访问网站自然需要DNS服务器了。

      DNS协议属于应用层的协议,它既可以使用TCP服务,也可以使用UDP服务:

    这里写图片描述

      (以太网帧中)DNS的查询和应答报文如下:

    这里写图片描述

      (1) 16位标识: 标记一堆DNS查询和应答,以区分哪一个DNS应答对应哪个DNS查询的回应
      (2) 16位标志: 协商具体的通信方式和反馈通信状态。具体位如下:

    这里写图片描述

    a. QR: 查询/应答标志位,0表这是一个查询报文,1表示应答报文

    b. opcode: 定义查询/应答的类型,0表标准查询,1表反向查询(由IP地址获得主机域名),2表请求服务器状态

    c. AA: 授权应答标志,仅被应答报文使用。1表示该DNS服务商是授权服务器

    d. TC: 截断标志,仅被应答报文使用。因为UDP数据报是有长度限制的,过长的DNS报文将被截断。为1表DNS报文超过512字节并被截断

    e. RD: 递归查询标志,1表执行递归查询:若目标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,直至获得结果并返回给客户端;0表示迭代查询:若目标DNS服务器无法解析某个主机名,则将它自己知道的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端,让客户端决定是否继续往向其他DNS发送请求。

    f. RA:允许递归标志,仅被应答报文使用。1表示DNS支持服务器递归查询
    g. ZERO: 这3位未使用,须设置为0

    h. rcode: 4位返回码,表应答状态。0表无错误,3表域名不存在

      对于查询报而言:
      (3) 16位问题个数: 一般包含一个查询问题
      (4) 16位应答资源个数、16位授权资源记录数目、16位额外资源记录数据: 查询报中至少为1;

      对于应答报而言:
      (3) 应答报文的应答资源记录数:至少为1,
      (4) 授权资源、额外资源记录数据:可为0或非0

      (5) 查询问题的格式为:

    这里写图片描述

      查询名以一定的格式封装了要查询的主机名,查询类型表如何执行查询操作:

    a. 类型A,值是1:表获取目的主机的IP地址

    b. 类型CNAME,值是5:表获得目标主机的别名

    c. 类型PTR,值为12,表反向查询(通过IP地址获取域名)

    查询类一般为1,表获取IP地址。

      (6) 应答、授权和额外信息字段都使用资源记录(Resource Record, RR)格式:

    这里写图片描述

      (7) 域名、类型、类:资源对应的名字,格式和查询问题的格式一样

      (8) 生存时间: 表该查询记录结果可被本地客户端缓存多长时间,单位是S

      (9) 资源数据长度、资源数据:取决于类型字段。对于类型A,资源数据是32位的IPv4地址,资源数据长度为4字节

    2. Linux下访问DNS服务器

      要访问DNS服务器,就需要先知道DNS服务器的IP地址。在Linux中,DNS服务器的IP地址存放在/etc/resolv.conf文件中。

    这里写图片描述

      IP地址分别表示首选DNS服务器地址(还可以多设置一个备用DNS服务器地址)。Linux系统中常用的访问DNS服务的客户端程序是host,利用host命令向首选DNS服务器查询www.baidu.com的IP:

    $ host -t A www.baidu.com

    这里写图片描述

      可见,机器码www.baidu.com是www.a.shifen.com的别名,且该机器名对应两个IP地址。

      命令-t选项是告诉DNS协议使用哪种查询类型,这里指定为A类型,即通过机器的域名获得其IP地址。

    3. 通过tcpdump抓取DNS数据包

      在Linux系统中运行host命令以查询www.baidu.com对应的IP地址,并在另一终端抓取这一过程中LAN上传输的以太网帧。

    $ sudo tcpdump -i eth0 -nt -s 500 port domain

    这里写图片描述

      在另一终端中,向DNS服务器发送请求:

    $ host -t A www.baidu.com

    这里写图片描述

      回到tcpdump的终端下:
    这里写图片描述

      (1) 两个数据包开始的”IP”表明他们后面的内容描述的是IP数据包
      (2) tcpdump是以”IP地址.端口号”的形式来描述通信的一端,”源端 > 目的端”。第一个数据包是请求包,第二个则是应答包
      (3) DNS服务器使用的端口号是53
      (4) 数值18482是DNS查询报文的标识值,因此该值也出现在应答包中,形成对应
      (5) +表示启用递归查询,A?表示使用A类查询方式
      (6) “www.baidu.com”是DNS查询问题中的查询名,数值31表查询报文的长度为31字节
      (7) 3/0/0表示该应答包中有3个应答资源记录、0个授权记录和0个额外信息记录。
      (8) “www.a.shifen.com., A 14.215.177.39, A 14.215.177.38”表3个应答资源记录的内容,其中CNAME表其后记录是及其的别名,A表其后记录的是IP地址,数值的90表应答报文长度为90字节

      tcpdump命令还可以开启-x选项,这样能看到DNS报文中的每一个字节:
    这里写图片描述

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  • 文章目录DNS协议DNS提供的服务DNS简介服务DNS工作原理概述DNS服务器分类根DNS服务器顶级域(TLD)DNS服务器权威DNS服务器本地DNS服务器一趟DNS查询过程解析递归查询迭代查询实际中遵循的查询模式DNS缓存DNS记录和...

    DNS协议

    DNS提供的服务

    DNS简介

    • 由于IP地址较为难记,因此引入了DNS协议
    • DNS(Domain Name System),即域名系统
    • 主机名用来标识主机,但是主机名几乎不提供主机在因特网中的位置信息,主机也可用IP地址来标识
    • DNS是一个由分层的DNS服务器实现的分布式数据库
    • 它是一个使得主机能够查询分布式数据库的应用层协议
    • DNS服务器通常时运行BIND(Berkeley Internet Name Domain)软件的UNIX服务器
    • DNS协议运行在UDP之上,使用53号端口
    • DNS通常由其他应用层该协议所使用
    • 域名结构:主机名…三级域名、次级域名(二级域名)、顶级域名、根域名(根域名一般不写,为.root)

    服务

    • DNS提供由主机名到IP地址之间的转换服务

    • 应用程序通过调用DNS来获得主机别名对应的规范主机名以及主机的IP地址

      一个主机通常有多个主机名,一般其中较为复杂的一个为规范主机名,其他的为主机别名,我们一般记着的为主机别名

    • 一个邮件服务器和web服务器可以使用相同(别名化的)的主机名

    • DNS用于在冗余的服务器之间进行负载分配

      DNS数据库中存储着一个站点对应的多台服务器的IP地址集合,然后DNS可以返回域名对应的不繁忙的服务器IP地址

    DNS工作原理概述

    由于只是用一个DNS服务器会造成种种问题,如:

    • 单点故障(若DNS服务器瘫痪,则整个互联网都会陷入瘫痪状态);
    • 通信容量(所有的DNS请求都要一台服务器来处理);
    • 远距离的集中式数据库(若请求主机和DNS服务器距离过远,会造成很大的时延);
    • 维护(单个DNS服务器要为互联网中所有主机保留记录)。

    因此DNS服务器采用分布式、层次的数据库

    DNS服务器分类

    • DNS使用大量的DNS服务器,他们以层次的方式组织,并且分布在全世界范围内
    • DNS服务器的分层模型由树形结构来理解非常好理解。树的根为根DNS服务器,它的孩子为TLD服务器,TLD的孩子为顶级域服务器,顶级域服务器的孩子为权威DNS服务器…
      在这里插入图片描述
    • DNS域名服务器一般分为三种:根DNS服务器、顶级域DNS服务器、权威DNS服务器,除此之外还有一个本地DNS服务器

    根DNS服务器

    • 全球有400多个,由13个不同的组织进行管理
    • 根DNS服务器负责提供TLD服务器的IP地址
    • 根DNS服务器持有顶级域DNS服务器的NS记录和A记录
    • 当本地DNS服务器无法解析域名时,首先会向根DNS服务器发送查询报文,根DNS服务器负责将顶级域DNS服务器的IP地址发送给本地DNS服务器,然后本地DNS服务器再去请求顶级域服务器

    顶级域(TLD)DNS服务器

    • 对于每个顶级域(com、org、net、edu和gov)和国家的顶级域都有TLD服务器或服务器集群
    • TLD服务器负责提供权威DNS服务器的IP地址
    • 顶级域DNS服务器持有权威DNS服务器的NS记录和A记录
    • 本地DNS服务器通过根DNS服务器返回的顶级域的IP地址再次发送查询报文,顶级域DNS服务器将权威DNS服务器的IP地址进行返回

    权威DNS服务器

    • 一个组织为用户提供的可以访问的域名和IP地址的解析的服务器,为用户提供最权威的DNS域名解析,每个域名在互联网上都可以找到一台权威服务器
    • 权威服务器持有主机名对应的A记录
    • 本地DNS服务器根据顶级域DNS服务器返回的权威DNS服务器的IP发送查询报文,权威DNS服务器将主机名对应的IP地址进行返回

    本地DNS服务器

    • 通常每个ISP都有一台本地DNS服务器,也叫默认域名服务器
    • 当一个DNS查询报文发出时,首先发送到本地DNS服务器
      在这里插入图片描述

    一趟DNS查询过程解析

    • 首先,需要将域名转化为IP地址的应用程序(如,Web浏览器或者邮件服务器)会调用DNS客户端并指明需要转换的域名,如在浏览器上输入www.baidu.com网址进行请求访问
    • 然后,DNS客户端会向本地DNS服务器发送查询报文,本地DNS服务器将查询报文发送到根DNS服务器
    • 根DNS服务器将顶级域名(com)解析出来,并将负责顶级域名的顶级域DNS服务器(com DNS服务器)的IP地址列表进行返回给本地DNS服务器
    • 本地DNS服务器再次向这些顶级域DNS服务器之一发送查询报文,顶级域DNS服务器将二级域名解析出来,然后将负责二级域名的DNS服务器的IP地址返回给本地DNS服务器
    • 本地DNS服务器再次向权威DNS服务器发送查询报文,权威DNS服务器将域名对应的IP地址进行返回
    • 本地DNS服务器将域名对应的IP地址返回给调用它的应用程序,交给应用程序进行处理
      在这里插入图片描述

    递归查询

    递归查询要求服务器端接收到客户端请求,必须使用一个准确的查询结果恢复客户端,若DNS服务器本地没有缓存,则去请求其他服务器并将结果返回

    迭代查询

    迭代查询要求DNS服务器能向客户端提供其能够解析查询请求的DNS服务器地址,当客户端发送查询请求时,服务器并不直接返回结果,而是告诉客户端另一台服务器的地址,由客户端再次去请求。
    在这里插入图片描述

    实际中遵循的查询模式

    从请求主机到本地DNS服务器的查询是递归的,其余的查询是迭代的,即上面的一趟DNS查询过程解析

    DNS缓存

    • 产生原因:为了改善时延性能并减少在因特网到处传输的DNS报文数量
    • 在一个请求链中,当某DNS服务器接受一个DNS回答时,他能将映射缓存在本地存储器中
    • DNS服务器一般通常在两天后丢弃缓存的信息

    DNS记录和报文

    DNS记录

    • 所有的DNS服务器存储了资源记录(Resource Record,RR),RR提供了主机名到IP地址的映射

    • 每个DNS回答中包含一条或多条资源记录

    • 资源记录是一个4元组(Name, Value,Type,TTL)

    • 根据Type值不同将DNS记录分为四种:

      • Type=A,此时Name是主机名,Value是主机名对应的IP地址。A记录提供了标准的主机名到IP地址的映射

      • Type=NS,此时Name是一个域,Value是知道该域名所在位置的权威DNS服务器的主机名。NS记录用来沿着查询链来路由DNS查询

      • Type=CNAME,此时Value是别名为Name的主机的规范主机名。该记录能向查询的主机提供一个主机名对应的规范主机名

      • Type=MX,此时Value是别名为Name的邮件服务器的规范主机名

        当为了获取邮件服务器的规范主机名时,DNS客户端应当请求MX记录;为了获取其他服务器的规范主机名时,DNS客户端应该请求CNAME记录

    DNS报文

    DNS只有两种报文:查询报文和回答报文

    DNS报文解析

    在这里插入图片描述

    • 首部区域:共有12个字节,分为6个字段
      • 第一个字段(标识符):是一个12比特的数,用于标识该查询。这个标识符会被复制到回答报文中,来匹配用户发出的请求和收到的回答
      • 第二个字段(标志):标志字段含有若干标志。比如,
        • 1比特“查询/回答”标志指出是查询报文(0)还是回答报文(1);
        • 被请求的权威DNS服务器会将1比特的”权威的“标志位被放置到回答报文中;
        • 递归查询时会设置1比特的”希望递归“标志位;
        • 若DNS服务器支持递归查询,他会在回答报文中对1比特的”递归可用“标志位
      • 第三个字段(问题数)
      • 第四个字段(回答RR数)
      • 第五个字段(权威RR数)
      • 第六个字段(附加RR数)
    • 问题区域:包含正在进行的查询信息
      • 名字字段:正在被查询的主机名
      • 类型字段:查询类型,如NS查询、A查询等
    • 回答区域:包含对最初请求的名字的资源记录。可能包含多条RR记录,一个主机名可能对应多个IP地址
    • 权威区域:包含了其他权威副武器的记录
    • 附加区域:包含了其他有帮助的记录。如一条MX请求的回答报文的回答区域包含一条邮件服务器的规范主机名的资源记录。该附加区域包含一个类型A记录,该记录提供了用于该邮件服务器的规范主机名的IP地址
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  • 我是目录:1、DNS 协议:(1)工作原理:(2)DNS 域名解析过程:2、NAT 技术:(1)背景:(2)NAT IP转换过程:(3)NAPT: 1、DNS 协议: (1)工作原理: 域名 转 IP地址 DNS是应用层协议 DNS底层使用UDP进行...

    1、DNS 协议:

    (1)工作原理:

    域名 转 IP地址
    在这里插入图片描述

    • DNS是应用层协议
    • DNS底层使用UDP进行解析
    • 浏览器会缓存DNS结果

    (2)DNS 域名解析过程:

    ① 递归查询:(主机向本地域名服务器的查询)

    在这里插入图片描述

    ② 迭代查询:(本地域名服务器向根服务器的查询)

    在这里插入图片描述

    2、NAT 技术:

    (1)背景:

    IPv4协议中, IP地址数量不充足的问题:

    NAT技术当前解决IP地址不够用的主要手段, 是路由器的一个重要功能

    • NAT能够将私有IP对外通信时转为全局IP. 也就是就是一种将私有IP和全局IP相互转化的技术方法:
    • 很多学校, 家庭, 公司内部采用每个终端设置私有IP, 而在路由器或必要的服务器上设置全局IP;
    • 全局IP要求唯一, 但是私有IP不需要; 在不同的局域网中出现相同的私有IP是完全不影响的;

    (2)NAT IP转换过程:

    在这里插入图片描述

    • NAT路由器将源地址从10.0.0.10替换成全局的IP 202.244.174.37;
    • NAT路由器收到外部的数据时, 又会把目标IP从202.244.174.37替换回10.0.0.10;
    • 在NAT路由器内部, 有一张自动生成的, 用于地址转换的表;
    • 当 10.0.0.10 第一次向 163.221.120.9 发送数据时就会生成表中的映射关系;

    (3)NAPT:

    如果局域网内, 有多个主机都访问同一个外网服务器, 那么对于服务器返回的数据中, 目的IP都是相同的. 那么NAT路由器如何判定将这个数据包转发给哪个局域网的主机?

    这时候 NAPT 来解决这个问题了. 使用 IP+port 来建立这个关联关系

    在这里插入图片描述

    这种关联关系也是由 NAT 路由器自动维护的.
    例如在TCP的情况下, 建立连接时, 就会生成这个表项; 在断开连接后, 就会删除这个表项

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