第5章域名查询详述
本章内容包括：
• 迭代查询和递归查询。客户机可以使用两种查询：迭代查询和递归查询。这一节介绍它
们的差别。
• 发送D N S查询。这一节描述在D N S客户机和服务器之间所交互的信息。
• 有效时间。有效时间告诉客户机一个回答可以信任的时间，以决定有多长的时间可以缓
存此结果。
• 查询过程。整个查询过程是如何工作以满足D N S客户机的请求的。
5.1 迭代查询和递归查询
迭代查询和递归查询是可以发送到域名服务器的两种请求。递归查询是最常见的发送到
本地域名服务器的请求。当本地域名服务器接受了客户机的查询请求时，本地域名服务器将
力图代表客户机来找到答案，而在域名服务器执行所有工作的时候，客户机只是等待。如果
本地域名服务器不能直接回答，则它将在域名树中的各分支上下递归搜索来寻找答案。可见
第2章中一个n s l o o k u p跟踪的示例。
对于一个递归查询， D N S服务器将持续搜索直到收到回答。这种回答可以是主机的I P地
址，也可以回答“主机不存在”。不论是哪种结果，递归域名服务器将把结果返回给客户机。
一个域名服务器若设置为使用前向服务器，则它将发送递归查询到指定的前向主机。这
台收到前向查询的主机也将工作在递归模式以回答查询。如果本地服务器不是一个从属服务
器，过一会儿它可能会自行开始查询过程，尽管它仍然希望从它的前向主机处得到回答。如
果本地域名服务器设置为一个前向服务器的从属服务器，则工作方式会有所不同。客户机可
以发送递归查询到一台从属服务器，但从属服务器不能进行递归查询，它实质上将成为其前
向服务器的客户机等待回答。第3章曾对前向服务器和从属服务器进行了介绍。
迭代查询则有所不同。迭代查询的最好例子是一台本地域名服务器发送请求到根服务器。
当某个企业的本地域名服务器向根服务器提出查询，根服务器并不一定代表本地域名服务器
来担当起回答查询的责任。另一种说法是根服务器不接收递归查询。事实上，根服务器只是
为解析查询做一件事：指引本地域名服务器到另一台主机来查询回答。这种做法通常称为重
指引，也是期望得到的迭代查询的结果。例如，当根服务器被要求查询w w w. i s i . e d u的地址，
根服务器不会到I S I域名服务器查询w w w主机的地址，它只是给本地域名服务器返回一个提示，
告诉本地域名服务器到I S I域名服务器去继续查询和得到结果。
所以，对域名服务器的迭代查询只能得到一个提示，再继续查询。关于迭代查询和递归
查询的更多信息将在后续章节中讨论。
5.2 发送D N S查询
用户在试图访问网络上的资源时就开始了域名服务查询。用户准备访问的资源可以是同
一个本地网的另一台主机，也可能是位于地球的另一面。一般来说，用户或者在命令行键入
远地主机名，或者在应用程序如N e t s c a p e或Internet Explorer中输入，用户不用也不需要知道
拥有此名字的主机在什么位置。用这种方式输人的主机名必须转换为I P地址。然后，用户也
不用知道以下事实，即域名系统是如何做下列工作的。
取决于用户的本地主机的配置，这个主机名可以通过不同的方式来解析。解析主机名的
方法之一是查看本地主机的文件。但本地主机文件的信息并不会很全，因此D N S往往是首选
的方法。如果D N S已被选为解析远地主机名的方法，则本地主机将参考它的解析器库，以决
定一个缺省的域是否已选定、搜索的路径是否已配置、域名服务器的I P地址是什么等。在
Windows NT和2 0 0 0环境下，这些信息将在T C P／I P属性对话框的D N S选项卡中配置和显示，
如图5 - 1所示。（第1 4章讨论了这些值在客户机上的设置。）
图5-1 TCP/IP属性对话框的D N S选项卡
一旦这些信息被正确地输入，本地主机就可以使用D N S进行主机名解析。在获得了域名
服务器的I P地址后，本地主机就可以向域名服务器发出对远端主机I P地址的查询。发送给域
名服务器的I P分组的格式包含5段信息，如图5 - 2所示。
图5-2 发送给域名服务器的I P分组的内容
D N S消息(不论是查询还是回答)都包含一些特殊的信息位。I P分组中h e a d e r段总是存在的，
56第一部分理解域名系统
• 向域名服务器的提问
• 回答查询的RR
• 指向授权的RR
• 其他信息RR
其中包含了关于这个分组的信息，包括I P分组中有哪几段信息、这个分组是用来查询还是回
答、查询的类型(标准、反向、服务器状态等等)、回答是否授权。图5 - 3为h e a d e r段的格式。
图5-3 header段的格式
图5 - 2中的q u e s t i o n段包含3部分信息：被查询的域名、查询的类型以及查询的类别。其中
的域名实际上可以是主机名，但也和查询的类型有关。如果用户想通过We b浏览器连接到
w w w. i s i . e d u，则属于地址查询。此时这一段的名字部分应是主机名w w w. i s i . e d u，查询类型应
反映为地址或A记录的代码，类别则应反映为I n t e r n e t或I N类的代码。图5 - 4为分组的q u e s t i o n
段的格式。
图5-4 question段的格式
图5 - 2所示分组的其余3段：a n s w r e r段、a u t h o r i t y段和a d d i t i o n a l段的格式是一样的，各自
包括名字、类型、类别、T T L、长度(源数据长度)以及源数据等几部分。a n s w e r段的名字、类
型、类别部分应该和q u e s t i o n段相同。T T L部分表示收到的记录数据的有效时间，而R d a t a应
该是实际的回答。
若还是用以上的例子，名字部分应为w w w. i s i . e d u，R d a t a部分则是主机的I P地址。图5 - 5为
a n s w e r段、a u t h o r i t y段和a d d i t i o n a l段的格式，它们都是一样的。
现在，再回到整个的查询过程。客户机向本地域名服务器发出查询。为了更好地说明此
问题，假设所有的域区数据，包括服务器自身委托授权的已及更早就开始的没被授权的查询
的数据，都被载入内存并且当域名服务器开始工作时已经被“缓存”。这个域名服务器收到查
询请求后就开始查找。如果域名服务器在缓存中有相应的信息，而T T L时间还没有超过，则
域名服务器就直接向客户机提供信息。在这种情况下，回答返回并且响应的时间非常快。如
第5章域名查询详述57
果返回的答案是没有授权的，则h e a d e r段的A A标志不会被设置。
图5-5 answer段、a u t h o r i t y段和a d d i t i o n a l段的格式
如果在域名服务器的缓存中找不到回答，则本地域名服务器就将在域名树中向根部上溯，
向其他域名服务器查询，然后到另一个分支寻找回答。在这种情况下，当本地域名服务器最
终向客户机返回一个回答时， A A标志设置为1，以表示回答将来自一台授权服务器。客户机
得到回答后，就可和远端主机建立连接。
当客户机从域名服务器得到响应后，一般都会关心此响应是不是授权回答，也就是会关
心在连接被解析时是否会有问题，如果一个域的授权域名服务器给出了非授权的回答就会出
问题。这通常是有人对域区文件做了修改，
或者域区文件出现了其他错误。
以下两节和将详细地描述通过缓存取得
结果的过程。
5.2.1 缓存有答案
在客户机和域名服务器交互信息的过程
中，如果客户机所查询的结果就在域名服务
器的本地缓存中，则交互的过程如图5 - 6所
示。
图中用数字表示的交互顺序是：
1) 客户机发送查询到域名服务器。
2) 域名服务器检查它的本地缓存。
3) 如果域名服务器的本地缓存有相应的
58第一部分理解域名系统
图5-6 从域名服务器的本地缓存回答客户机的查询
客户机
服务器缓存
回答查询
name
type
class
回答，则域名服务器直接将答案返回给客户机。
5.2.2 缓存无答案
在客户机和域名服务器交互信息的过程中，如果客户机所查询的结果没有在域名服务器
的本地缓存中，则交互的过程如图5 - 7所示。
图5-7 从授权服务器回答客户机的查询
图中用数字表示的交互顺序是：
1 ) 客户机发送查询到域名服务器。
2) 域名服务器检查它的本地缓存。如果答案不在域名服务器的本地缓存，域名服务器必
须到其他地方寻找回答。
3) 域名服务器可以将查询发送到根服务器，并被根服务器指引到所查询域的授权服务器。
4 ) 一旦本地服务器从授权服务器得到答案，它就将答案保存在它的缓存中，并将答案提
供给客户机。
5.3 有效时间（T T L）
有效时间（ T T L）相当于一个计时器，用来告诉域名服务器当它从授权服务器得到回答
后，此答案在多长时间内是有效的。如第7章“D N S知道什么”中将会讲到， T T L值可以对每
个记录设置，或者可以用一个域的S O A记录中的最小有效时间（ M - T T L）作为每个记录的缺
省值。如果某个记录的T T L设置得与缺省的M - T T L值不同，以后各个记录的T T L将取这个值，
直到又明确设为最小T T L值。如果T T L的值等于0，则客户机就知道它不能缓存这个结果。
T T L的使用很简单。当本地域名服务器没有收到的查询所需的信息时，这个本地域名服
务器必须查询相关域的授权服务器来得到回答。一旦本地域名服务器获得了回答，就将结果
第5章域名查询详述59
客户机
回答查询
本地服务器缓存
缓存服务器
存入缓存以便其他本地主机查询同样信息时使用。T T L将决定本地域名服务器将这个结果在
缓存中保存多长时间。一旦T T L的值已超过，本地域名服务器就将相应信息从缓存中删除，
如果相应的查询又收到时，必须再次向授权服务器要求回答。如果T T L设置不为0，收到的结
果就存人缓存并用于非授权的回答。
5.4 查询过程
以下再回顾一下查询解析的整个过程。但这次是把它放在全局中看，而不是仅仅聚焦于
局部工作以及D N S服务器的行动和责任。
5.4.1 递归D N S查询
递归查询要求D N S服务器代表客户机承担全部的责任以检索一个授权回答。图5 - 8表示了
这种查询，此时客户机p c . a c l n e . c o m发布递归查询给D N S服务器a c m e . c o m。
在图5 - 8中，D N S服务器a c m e . c o m从客户机p c . a c m e . c o m接受了递归查询后，它本身对4个
其他D N S服务器来说就变成了一个迭代D N S客户机／解析器。
图5-8 递归查询与迭代查询都要解析一些客户机请求
当b i g c o m p a n y.com 的D N S服务器给出一个授权回答时， a c m e . c o m将它传递给
p c . a c m e . c o m，完成对查询的解析。直到客户机满意后，解析才算结束。如果因为某种原因一
个没被授权的回答被传递，解析过程就不会结束只到客户机满意为止。如果客户一直没有收
60第一部分理解域名系统
acme.com
DNS服务器
（转向ISP 首先使
用其缓存）
查询１
应答
pc.acme.com
DNS客户机
（解析器）
向其他DNS服务
器迭代查询
ns.myisp.com
（ISP）DNS服务器
bigcompany.com
DNS 服务器
com域DNS
服务器
根域DNS服
务器
根
应答
应答
应答
应答
查询2
查询5
查询4
查询3
开始递归查询请求送到
acme.com DNS服务器查
询host2.bigcompany.com
到授权回答，它也许再次向在它的配置中所包含的其他D N S服务器发出查询。
如果a c m e . c o m拒绝p c . a c m e . c o m的递归查询请求， p c . a c m e . c o m不得不自己完成所有的迭
代查询，轮流地访问每台D N S服务器，就像图5 - 8中的a c m e . c o m那样。客户机解析器发布递归
请求几乎总是独占式的，但也有被拒绝的时候。
客户机从一台D N S服务器得到的对递归查询的回答只能是成功或者失败。在得到这个回
答以前，客户机将一直等待。如果结果不是主机搜索到的授权I P地址，而只是一种提示或指
向另外的D N S服务器，客户机下一次就查询提示的地址，以得到授权的回答。
递归查询意味着D N S服务器要代表客户机处理查询直到请求被解析。D N S服务器使用自
己的解析器，不时变换服务器和客户机的角色，直到它自己或其他的服务器能提供授权的回
答。有意思的是，处理客户机的递归查询的D N S服务器经常向其他服务器提出迭代查询的请
求，根据它们所给出的结果，在D N S域名树中上下搜索直到有一个服务器能与查询的名字相
匹配，否则在遇到如超时或出错等结束条件时终止查询。
只有满足以下条件才能递归查询：
• 客户机要求递归查询。
• D N S服务器接受递归查询(多数如此，除了根服务器)。
• 客户机的服务器不能从它自己的缓存或数据库中给出回答。
如果客户机的服务器可以从它自己的缓存或数据库中给出回答，它就能立即给出有效的
回答，而不需要进一步查询。
多数解析器都首先进行递归查询。如果服务器拒绝递归查询，而它又不能从自己的缓存
或数据库中给出回答，客户机将再试用迭代查询。
5.4.2 迭代D N S查询
迭代查询能使服务器返回一个最佳的搜索点，或称搜索提示。迭代查询可能不会返回最
后的结果，而递归查询则可以给出结果。迭代查询可以返回部分结果，或者提示下一步到哪
里搜索。客户机(解析器)通过迭代查询逐步接近所需的回答，迭代地查询其他服务器直到得到
最后的回答，或者出错，或者是超时。迭代查询要求服务器的工作较少，而要求客户机的工
作较多。
再回到图5 - 8，其中第二次查询指向n s . m y i s p . c o m，返回的提示指向a c m e . c o m，即根域名
D N S服务器。然后，重复类似的过程，直到第五次指向b i g c o m p a n y. c o m的D N S服务器查询返
回所需的回答时结束。
如果第一台D N S服务器的迭代查询不能返回一个地址，它将告诉客户机下一次应该访问
哪台D N S服务器。一般地，下一次访问的最佳服务器将在域名树中上移，并更靠近D N S根域
名服务器，甚至就是根域名服务器。当查到根域名服务器后，一般只需再在域名树向下查询
若干次，就能得出最终的结果：或者是到达所需的服务器，以返回查询的地址；或者是出错
并终止查询。
5.4.3 反向D N S查询
反向查询完全是另一回事。递归查询和迭代查询都是正向查询，也就是从一个域名去查
询I P地址。而反向查询则刚好相反：它从客户机中收到I P地址，然后返回一个全域名( F Q D N )。
第5章域名查询详述61
为此，在域名空间中专门按照I P地址而不是域名创建了一个域，所有已注册的I P地址都组织
在a r p a域的i n - a d d r子域。
根据域名可以将主机划分到不同的域或子域，因此主机名是可重复的。而I n t e r n e t中没有
两个主机可以注册相同的I P地址，所以按照I P地址它们都可以成为同一个域的成员。在这种
方案中，一个唯一的I P地址代替了域名层次结构中的域名。在i n - a d d r. a r p a域中，主执
h o s t 2 . a c m e c o m p a n y. c o m将有一条如下形式的指针( P T R )记录：
对这个指针记录，在a c m e c o m p a n y. c o m子域中相应的地址记录将是：
在这个例子中，主机h o s t 2的I P地址存储在i n - a d d r. a r p a域中，并和其他的已注册的I n t e r n e t
主机地址一起排序。通过I P反向查询主机h o s t 2，查询的次数不需很多。只需在i n - a d d r. a r p a域
中查询它的反向排列的I P地址就可以返回主机h o s t 2的全域名，前提是所有已注册的主机在
i n - a d d r. a r p a域中都按I P地址而不是按域名排列。
5.4.4 正在进行的查询
当查询正在进行时，一个客户机乃至一台D N S服务器使用的查询类型对管理员比对用户
更重要。如果在查询和解析过程中遇到困难，可以试图改变缺省设置。客户机几乎总是试图
进行递归查询。Windows 2000 DNS服务器的缺省值是当到达一个前向服务器时，就试图进行
递归查询，而到达其他D N S服务器时便发出迭代查询。第11章讨论了对Windows 2000 DNS服
务器的设置，包括怎样设置迭代查询及如何只接受迭代查询。
如前所述，当查询正常工作时，整个过程对客户机来说是透明的，以下是一个跟踪反向
域名查询的样本，它以p i n g命令开始：
可以注意到“Quesrion Name”是反向的I P地址；2 0 . 4 0 . 2 5 . 1 9 8 . i n - a r p a，它是P T R类型的。
62第一部分理解域名系统
它将I P地址发送给D N S服务器，询问与I P地址相对应的主机名。可以看到，所有的工作
对客户端来总都是透明的。记住如果D N S服务器的记录和缓存中并没有该主机的信息， D N S
服务器实际自己主动向另外的服务器查询，找到的回答正是客户机需要的和最终看到的。在
这种情况下，表面之下进行的工作其实是非常复杂的。在这里被递归查询的与I P地址相对应
的主机名是一个在W I N S上注册的N e t B I O S名。所以，执行解析的D N S服务器必须支持W I N S -
R记录(见第4章)。于是， D N S服务器不是转向W I N S或在它的i n - a d d r. a r p a授权中查找而是对该
I P地址执行了“适配器状态（ adapter status）”。关键是无论递归查询引发了多少工作以及何种
工作，对于客户端来说都是一样的。
5.5 小结
本章描述了标准的D N S查询是如何进行的。查询的过程在本书的其他地方也有描述，如
第2章和第3章，但不如本章完整。
第5章域名查询详述63
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