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)站制作上任意兩臺主機的應(yīng)用程序都可以很方便地使用IP地址進行通信。但IP地址是一個具有32 bit長的二進制數(shù)，即便使用4個十進制數(shù)來表示，對于一般用戶來說，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識別符(主機名),TCP八P專門設(shè)計了一種字符型的主機命名機制，也就是給每一臺主機一個由字符串組成的名字，這種主機名相對于IP地址來說是一種更為高級的地址形式，這就是本小節(jié)所要討論的域名系統(tǒng)。

Internet的域名系統(tǒng)一方面可以給每臺主機一個容易記憶的名字，另一方面還可以建立主機名與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)命名機制及管理

給網(wǎng)絡(luò)上的主機命名，最簡單的方法就是每一臺主機的名字由一個字符串組成，地址解析通過網(wǎng)絡(luò)信息中心(NIC)中的主機名與IP地址映射表來解決，然后由NIC負責主機名字的分配、確認和回收等工作，這種稱為“無層次命名機制”的方法，它從表面上看起來是比較簡單的。但實際上，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制沒有結(jié)構(gòu)性。

隨著Internet網(wǎng)上主機的數(shù)量不斷增加，主機重名的可能性越來越大，網(wǎng)絡(luò)信息中心的負擔越來越重，而且地址映射表的維護也將越來越困難。因此，Internet采取了一種層次型結(jié)構(gòu)的命名機制。對Internet上主機的命名，一般必須考慮3個方面的問題:①主機名字在全局的唯一性，即能在整個Internet上通用;②要便于管理;③要便于映射。由于用戶級的名字不能為使用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，映射的效率是一個關(guān)鍵問題。對以上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制—層次型命名機制。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)管理機制的層次相對應(yīng)。名字空間被分成若干個部分并授權(quán)相應(yīng)的機構(gòu)進行管理。該管理機構(gòu)又有權(quán)對其所管轄的名字空間進一步劃分，并再授權(quán)相應(yīng)的機構(gòu)進行管理。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)。各層管理機構(gòu)以及最后的主機在樹狀結(jié)構(gòu)中被表示為結(jié)點，并用相應(yīng)的標識符來表示。

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

域名系統(tǒng)是采用分層管理的，因此，這個分布式主機信息數(shù)據(jù)庫也是分層結(jié)構(gòu)的，它類似于計算機中文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。整個數(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，根名為空標記“”，但在文本格式中寫成“.”，樹中的每一個結(jié)點代表整個數(shù)據(jù)庫的一部分，也就是域名系統(tǒng)的域，域可以進一步劃分為子域。每一個域都有一個域名，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，直到根的所有標記組成的串，標記之間由“.”分隔開。

在層次型命名機制管理中，最高一級名字空間的劃分是基于“網(wǎng)點名(Site Name)"的。一個網(wǎng)點作為整個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象成一個二點”來處理。例如，商業(yè)組織(COM)、教育機構(gòu)(EDU)和某一個國家代碼<Country Code>等。在各個網(wǎng)點內(nèi)又可以分出若干個“管理組(Administrative Croup )".因此，第二級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的“本地名”。一般情況下，一個完整而通用的層次型主機名由3部分組成。

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

2.Internet域名系統(tǒng)的規(guī)定

Internet所實現(xiàn)的層次型名字管理機制被稱為域名系統(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準代碼作為第一級域名。

在第一級域名代碼中，前面8個域名對應(yīng)于組織模式，接下來的一個域名對應(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個字母組成，如EDU、COM等.1997年又新增加了7個第一級域名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的最高級域名為“CN”，二級域名共40個，分為6個“類別域名”，包括AC,CObI,EDU,GOV,NET和OHG.34個“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識一臺主機的域名，自然要比用數(shù)字型的IP地址更容易記憶。但是主機域名不能直接用于TCP八P的路由選擇之中。當用戶使用主機域名進行通信時.必須首先將其映射成IP地址。因為Interne，通信軟件在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時都必須使用IP地址，這種將主機域名映射為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工作。

Internet域名到IP址山L白勺映射是由一組既獨立又協(xié)作的域名服務(wù)器來完成的。域名服務(wù)器實際上是一種域名服務(wù)軟件。它運行在指定的機器上，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，負責查詢域名服務(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區(qū)，域名服務(wù)器負責存儲和管理一個或若干個區(qū)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，每個區(qū)的域名信息至少由兩臺域名服務(wù)器來保存。

(2)域名系統(tǒng)的工作過程

一臺域名服務(wù)器不可能存儲Internet中所有的計算機名字和地址。一般來說，服務(wù)器上只存儲一個公司或組織的計算機名字和地址。例如，當中國的一個計算機用戶需要與美國麻省理工大學的一臺名為ww w的計算機通信時.該用戶首先必須指出那臺計算機的名字。假定該計算機的域名地址為“www.mlt.edu"。中國這臺計算機的應(yīng)用程序在與計算機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地址請求;根域名服務(wù)器給中國本地域名服務(wù)器返回一個指針信息，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地址請求，edu域名服務(wù)器給中國的本地域名服務(wù)器返回一個指針信息，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進行通信。

整個過程看起來相當煩瑣，但由于采用了高速緩存機制，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)器為了得到一個地址，往往需要查找多個域名服務(wù)器。因此，在查尋地址的同時，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、負責的區(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)域名注冊暫行管理辦法》發(fā)布大會，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)域名注冊暫行管理辦法》和《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊實施細則》。CNNIC負責我國境內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)域名注冊、IP地址分配、自治系統(tǒng)號分配和反向域名登記等注冊服務(wù)，同時還將提供有關(guān)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)及相關(guān)信息與培訓服務(wù)。CNNIC作為一個非營利性管理和服務(wù)機構(gòu)，負責對我國互聯(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)院信息辦實施對中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的管理。
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