DNS简析

时间：2023-01-01 10:43:13

Introduction

DNS: Domain Name System,指的是整一个系统，而不是一个特定的机器

NS: Nameserver，提供域名解析服务的机器，给它一个域名，它会给你解析出ip或者给你对应的NS信息

DNS server: 代替用户的机器向NS查询域名<->ip

A记录 -> 域名 -> ip，直接给你ip

NS记录 -> 域名 -> NS，给你一个NS地址

Name Server架构

DNS 利用类似树状目录的架构，将主机名称的管理分配在不同层级的 DNS 服务器当中，经由分层管理， 所以每一部 DNS 服务器存储的数据就不会很多

DNS简析

Layer host name domain name
* edu .tw
二级 ksu edu.tw
三级 www ksu.edu.tw

分层管理机制

  • 每部机器只管理下一层的 hostname 对应 IP
  • 至于下层的下层，则授权给下层的 DNS 主机来管理

分层查询机制

这里给出一个不太严谨的例子。这里以查询www.baidu.com 为例， 展示DNS服务器如何一级级地查询到它的IP地址，中间要经过三个NS。如果DNS服务器里面有缓存(一段时间失效)，就可以直接报给client。

DNS简析

下面使用dig +trace来模拟DNS查询出南京大学小百合bbs的地址

dig +trace bbs.nju.edu.cn

; <<>> DiG <<>> +trace bbs.nju.edu.cn

;; global options: +cmd

.            3230    IN    NS    g.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    e.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    m.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    l.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    d.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    b.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    i.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    h.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    a.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    k.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    j.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    c.root-servers.net.

.            3230    IN    NS    f.root-servers.net.

;; Received 460 bytes from 127.0.1.1#53(127.0.1.1) in 8 ms

cn.            172800    IN    NS    b.dns.cn.

cn.            172800    IN    NS    a.dns.cn.

cn.            172800    IN    NS    ns.cernet.net.

cn.            172800    IN    NS    e.dns.cn.

cn.            172800    IN    NS    d.dns.cn.

cn.            172800    IN    NS    c.dns.cn.

;; Received 513 bytes from 192.5.5.241#53(f.root-servers.net) in 300 ms

edu.cn.            172800    IN    NS    ns2.cuhk.hk.

edu.cn.            172800    IN    NS    deneb.dfn.de.

edu.cn.            172800    IN    NS    dns.edu.cn.

edu.cn.            172800    IN    NS    dns2.edu.cn.

edu.cn.            172800    IN    NS    ns2.cernet.net.

;; Received 716 bytes from 203.119.25.1#53(a.dns.cn) in 30 ms

NJU.edu.cn.        172800    IN    NS    DNS.NJU.EDU.CN.

NJU.edu.cn.        172800    IN    NS    NS.NJU.EDU.CN.

;; Received 131 bytes from 202.112.0.35#53(dns.edu.cn) in 3639 ms

bbs.nju.edu.cn.        10800    IN    A    210.28.129.4

;; Received 59 bytes from 202.119.32.12#53(NS.NJU.EDU.CN) in 167 ms

简化过程如下：

  • 查询cn

    127.0.0.1 -> f.root-servers.net
  • 查询edu.cn

    127.0.0.1 -> a.dns.cn
  • 查询nju.edu.cn

    127.0.0.1 -> dns.edu.cn
  • 查询bbs.nju.edu.cn

    127.0.0.1 -> NS.NJU.EDU.CN

这是一个企业级的网站的例子，可以看出

  • 除了最后一步，向Nameserver查询得到的记录都是Nameserver的地址
  • 自己搭建的网站需要有一个自己的Nameserver，存储自己的网站的ip
  • 自己搭建的网站的Nameserver要向上一级登记
  • 查询的时候用wireshark抓包，发现本机只和系统指定的DNS服务器通讯，说明这些操作目前由DNS服务器来处理。
  • 前面的查询记录都是NS记录，也就是Nameserver的地址，最后一个记录是A记录，也就是bbs.nju.edu.cn真正的地址。
  • 这里会显示一些数字，也就是DNS查询结果的TTL
  • NS也有A记录，因为查询的过程中要连接NS。

如果搭建一个很简单的网站，也可以不用建立Nameserver，向上一级申请填写你的主机名和ip，这样就简便多了。这样在DNS查询的最后一步，结果是直接指向你的网站，而不是指向你的网站的dns服务器

Name Server之间的Master-Slave架构

解析一个域的DNS服务器可以有多个。这样数据的同步更新就是一个问题了，所以有了Master-Slave架构。

DNS简析

当Master更新了数据之后，Slave会向其拿更新的数据，这样维护DNS的时候就不用每一台都去更新了。

DDNS

当你从ISP获得动态IP的时候，IP经常变换的情况就会显得很不方便。DDNS机制使得你可以频繁地将自己的IP报告给NS，然后Internet上面的DNS主机需要频繁地更新解析的记录(设定一个较短的最大缓存时间)。

底层协议

DNS通常使用基于port 53的UDP，有时候数据量太大的时候使用TCP

cat /etc/services  | grep 53

domain        53/tcp                # Domain Name Server

domain        53/udp

配置文件

/etc/hosts

用户自定义的 ip <-> 域名

# cat /etc/hosts

127.0.0.1 localhost.

1.2.3.4 www.fake.com

3.4.5.6 www.fake1.com

/etc/resov.conf

存储DNS服务器的地址，在DHCP之后，DHCP client会自动修改这个配置文件。

#cat /etc/resolv.conf

# Generated by dhcpcd

nameserver 8.8.8.8

注意到，uclibc里面的__dns_lookup函数，会使用__open_nameservers函数从这个文件里面拿到的DNS服务器的地址，然后向这个地址发送DNS数据包。

相关命令

nslookup

Nslookup is a program to query Internet domain name servers. Nslookup has two modes: interactive and non-interactive

tan@tanhangbo-pc:~$ nslookup bbs.nju.edu.cn

Server:        127.0.1.1

Address:    127.0.1.1#53

Non-authoritative answer:

Name:    bbs.nju.edu.cn

Address: 210.28.129.4

tcpdump抓包结果如下，说明是进行了一次DNS查询。

DNS简析

host

host is a simple utility for performing DNS lookups. It is normally used to convert names to IP addresses and vice versa

@query1

tan@tanhangbo-pc:~$ host bbs.nju.edu.cn

bbs.nju.edu.cn has address 210.28.129.4

@query2

tan@tanhangbo-pc:~$ host 8.8.8.8

8.8.8.8.in-addr.arpa domain name pointer google-public-dns-a.google.com.

@query3

tan@tanhangbo-pc:~$ host www.baidu.com 8.8.8.8

Using domain server:

Name: 8.8.8.8

Address: 8.8.8.8#53

Aliases: 

www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com.

www.a.shifen.com has address 61.135.169.125

www.a.shifen.com has address 61.135.169.121

tcpdump抓包结果如下，说明是进行了一次DNS查询。

DNS简析

可以看出，host也可以作为反解，并且可以指定DNS服务器的地址让它进行查询。

dig

dig (domain information groper) is a flexible tool for interrogating DNS name servers. It performs DNS lookups and displays the answers that are returned from the name server(s) that were queried. Most DNS administrators use dig to troubleshoot DNS problems because of its flexibility, ease of use and clarity of output. Other lookup tools tend to have less functionality than dig

从man的介绍来看，dig的逼格是最高的，上面已有一个实例，就不再介绍了。

总结

推荐程度来说，dig > host > nslookup

DNS安全问题

  • 因为DNS服务器是开放的，友好的，所以你发查询数据的时候它会老老实实地返回一堆你要的数据。所以当你需要攻击别人的时候，只需要伪造原地址为别人的ip，向一堆DNS服务器发送查询，那么这些DNS服务器的查询结果就如洪水般淹没他家的网口。
  • DNS服务器本身如果被攻破，那么返回的ip地址不一定就是对的，那么没有HTTPS保护的网站可能会被伪冒。
  • DNS服务器和客户端之间是没有认证的，所以你可以站在那台真实的服务器之前拦截你的数据，告诉你一个假的地址。

Reference

http://linux.vbird.org/linux_server/0350dns.php

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