计算机网络课程设计指导书——服务器架设

2017-03-27

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《计算机网络技术》课程设计指导手册刘兵2012．5．10 ,2 《计算机网络技术》课程设计4.1 域名服务器DNS4.1.1 DNS概述1. 什么是域名服务从技术上讲

《计算机网络技术》课程设计

指导手册

刘兵

2012．5．10

2 《计算机网络技术》课程设计

4.1 域名服务器DNS

4.1.1 DNS概述

1. 什么是域名服务

从技术上讲，域名只是一个Internet 中用于解决地址对应问题的一种方法。人们习惯记忆一个有意义的名字（即域名），但机器间互相只认IP 地址，域名与IP 地址之间是一一对应的，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，整个过程是自动进行的。例如：一个域名“www.whpu.edu.cn ”，其对应的IP 地址是211.85.192.1，当用户在浏览器中输入这个域名时，DNS 服务器会自动来把该域名解析成IP 地址。

早在ARPANET 时代，整个网络仅有数百台计算机，这时并不是使用DNS 服务器来进行域名解析，而是使用了一个叫Hosts 的文件，在其中列出了所有的主机名字及其对应的IP 地址。Hosts 文件是一个纯文本文件，可用文本编辑器来处理，如图4-1所示，图中列出主机名与IP 地址的对应关系。

只要在Hosts 文件中建立了IP 地址与主机名的对应关系后，则要与该主机通信（例如访问该主机的主页），可直接用该主机名称即可。从图4-1中可以看出，localhost 和www.myweb.com 所对应的IP 地址都是回传地址127.0.0.1，所以在浏览器的地址栏中输入localhost 、www.myweb.com 和127.0.0.1都是等价的。但有一点要说明的是，不同的操作系统Hosts 文件存放的目录是不同的。例如：在Windows 2000 Server 和Windows NT 中Hosts 文件存放的目录为 SystemSystem32DriversEtc（System表示为Windows 2000 Server 和Windows NT 的安装目录）；而在Windows 98中，文件名为“Hosts.sam ”，存放的目录是“C:Windows”，不过要使该功能生效还必须将Hosts.sam 改名成Hosts 。

服务器的架设图4-1 Hosts的文件内容书写形式 3

但Hosts 文件的应用也存在着许多的不足，而且它仅适用于小型的网络。因为如果是在大型网络中使用Hosts 文件，那么就必须将所有主机的IP 地址及所对应的主机名都输入到Hosts 文件中，并且还要求每一台上网的主机都要拥有这样一个Hosts 文件；另外，当主机与IP 地址的对应关系发生变化时，每台主机的Hosts 文件也都必须随着更改，只有这样才能保持对应关系的一致性。

Hosts 文件正是由于上面所述的种种不足，从而引出另一种解决方式—域名服务系统（DNS ），并且得到了广泛的应用。域名服务系统是一种基于分布式数据库系统，并采用客户/服务器模式进行主机名称与IP 地址之间的转换。通过建立DNS 数据库，记录主机名称与IP 地址的对应关系，并驻留在服务器端为处于客户端的主机提供IP 地址的解析服务。例如，本地的主机为k1.whpu.com ，要与其进行通信的目的主机为m1.whpu.com ，当两台主机处于同一个网段时，本地主机会向本网段的DNS 服务器询问目的主机的IP 地址，DNS 服务器就可以直接从数据库中读取m1.whpu.com 的IP 地址，然后传送给本地主机；若两个主机属不同的网络段时，则当本地主机向DNS 服务器询问目的主机的IP 地址时，由于本地DNS 服务器中没有该目的主机的IP 地址，因此本DNS 服务器就向外网的DNS 服务器发出IP 地址解析请求。这样DNS 服务器使大量地址解析工作在本地进行，仅有少量的映射需要在Internet 上通信，而且DNS 服务器也是可靠的，即使某个提供DNS 服务的计算机出现故障，也不会妨碍系统的正常运行。这种主机名到IP 地址的映射是由若干个DNS 服务器程序完成的。DNS 服务器程序在专设的结点上运行，因此，人们也把运行DNS 服务器程序的计算机称为域名服务器。

2. DNS域名结构

在广域网络发展的初期，也就是在Internet 还未形成规模以前，主要是通过在网络中发布一个统一的Hosts 主机文件，就可完成所有的主机查找，而当Internet 网络的规模越来越大以后，这种使用主机文件查找主机的方法就很难适应了。主要原因一个是维护和更新困难，另一个是它使用非等级的名字结构，虽然其名字简短，但当Internet 网络上的用户数急剧增加时，由于要控制主机不能重名，所以用非等级名字空间来管理一个经常变化的名字集合是非常困难的。因此，Internet 后来采用了层次树状结构的命名方法——DNS 域名服务，就像全球邮政系统和电信系统一样。例如，一个电话号码是086-027-33445566，在这个电话中包含着几个层次：086表示中国，区号027表示武汉市，33445566又表示该市某一个电话分局的某一个电话号码。同样，Internet 也采用类似的命名方法，这样任何一个连接在Internet 上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构名字即域名。这里的“域”（Domain ）是名字空间中一个可被管理的划分。域名只是个逻辑上的概念，并不反映计算机所在的物理地点。

DNS 数据库的结构如同一棵倒过来的树，它的根位于最顶部，紧接着在根的下面是一些主域，每个主域又进一步划分为不同的子域。由于InterNIC 负责管理世界范围的IP 地址分配，顺理成章，它也就管理着整个域结构，整个Internet 的域名服务都是由DNS

4 《计算机网络技术》课程设计

来实现的，与文件系统的结构类似，每个域都可以用相对的或绝对的名称来标识，相对于父域来表示一个域可以用相对域名，而绝对域名指完整的域名，主机名指为每台主机指定的主机名称，带有域名的主机名叫全称域名。

图4-2 域名机构

如图4-2所示，这是整个Internet 的域结构图。最高层次是顶级域又叫主域，它的下面是子域，子域下面可以有主机，也可以再分子域，直到最后是主机。要在整个Internet 上识别特定的主机，必须用全称域名，例如：www.microsoft.com 。

顶级域名常见的有两类：

（1）国家级顶级域名。例如：CN 表示中国；UK 表示英国；AU 表示澳大利亚等等。

（2）通用的顶级域名。例如：

COM ：商业机构；

EDU ：美国教育机构；

NET ：网络管理机构；

ORG ：社会团体；

MIL ：美国军队部门；

GOV ：美国政府部门。

由于Internet 上用户的急剧增加，现在又增加了七个通用的顶级域名，即：

FIRM ：表示公司企业；

SHOP ：表示销售公司和企业；

WEB ：表示突出万维网络活动的单位；

ARTS ：表示突出文化、娱乐活动的单位；

REC ：表示突出消遣、娱乐活动的单位；

INFO ：表示提供信息服务的单位；

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NOW ：表示个人。

在国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行确定。我们国家将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”两大类。其中，类别域名6个，分别是：

AC ：表示科研机构；

COM ：表示工、商、金融等企业；

EDU ：表示教育机构；

GOV ：表示政府部门；

NET ：表示互联网络、接入网络的信息中心和运行中心；

ORG ：表示各种非赢利性组织。

行政区域名34个，适用于我国的省、自治区、直辖市。例如：bj 为北京市；sh 为上海市；hb 为湖北省等等。

3. DNS的工作原理

每个DNS 服务器在进行域名到IP 地址的解析时，如果对某个域名不能解析，则该DNS 服务器能够知道到什么地方去找别的DNS 服务器进行解析。域名服务器分为三类：

（1）本地域名服务器。一般在客户机上设置DNS 服务器的IP 地址时，这个DNS 服务器一般都是指向本地域名服务器。

（2）根域名服务器。当一个本地域名服务器不能解析一个域名时，该域名服务器就以DNS 客户的身份向某个根域名服务器进行查询。

（3）授权域名服务器。每一个主机都必须在授机域名服务器处注册登记。通常，一个主机的授权域名服务器就是它的本地ISP （Internet 服务提供商）的一个域名服务器。

在每一个DNS 服务器中都有一个高速缓存区(Cache)，这个缓存区的主要作用是将该DNS 服务器所查询出来的名称及相对的IP 地址记录在该缓存区中，这样当下一次还有另外一个客户端再到服务器上去查询相同的名称时，DNS 服务器就不用在到其他主机上去寻找，而直接可以从缓存区中找到该记录，传回给客户端，加速客户端对域名的查询速度。

下面举例说明，假设网络中的某一台主机要查询Internet 网络中的一台主机，其名称为www.whpu.edu.cn ，从此名称可看出这台主机在中国（CN ），而且要找的组织名称whpu.edu.cn 网域下的www 主机，以下为域名解析过程的步骤：

（1）在DNS 的客户端发出查询主机www.whpu.edu.cn 名称的指令。

（2）该指令所生成的报文会首先被送到指定的DNS 服务器（本地域名服务器）进行查询，看是否属于该网域下的主机名称，如果查出该主机名称并不属于该网域范围，然后再查询高速缓存区的记录，查是否有此机名称。

（3）查询后发现缓存区中没有此记录资料，会和根域的其中一台服务器发出查询www.whpu.edu.cn 的请求。

（4）在根域名服务器中记录了各顶级域名分别是由哪些DNS 服务器负责，所以返回最近的cn 根域名服务器。

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（5）根域名服务器返回本地域名服务器告之哪个域名服务器负责.cn 这个域，然后本地域名服务器再向该域名服务器发出查询www.whpu.edu.cn 的名称请求。

（6）在.cn 的DNS 服务器上没有找到此名称的记录，但会返回最近的控制edu.cn 网域的DNS 服务器主机。

（7）本地域名服务器再向edu.cn 的网域的DNS 服务器发出查询www.whpu.edu.cn 主机的请求。

（8）edu.cn 的网域中，被指定的DNS 服务器上没有找到此名称的记录，所以会返回最近的控制whpu.edu.cn 网域的DNS 主机。

（9）本地域名服务器会向whpu.edu.cn 网域的DNS 服务器发出请求查找www.whpu.edu.cn 主机的IP 地址，该服务器会返回www.whpu.edu.cn 的IP 地址的响应报文。

（10）本地域名服务器收到该响应报文后，把www.whpu.edu.cn 到IP 地址的响应结果返回到DNS 的客户端，同时也把该结果记录在DNS 的高速缓存中。

4.1.2 Windows 2000下的DNS 服务器的构建

本节主要讲解在Windows 2000下如何安装DNS ，以及DNS 服务器的相关设置，最后说明客户端如何验证DNS 服务器设置是否正确。本节的实例是设置域名www.liubing.com 和ftp.liubing.com 分别对应IP 地址211.85.203.22和211.85.193.152。

1. DNS服务器的安装

在进行DNS 服务器设置之前，首先要在Windows 2000下安装DNS 服务器，其安装步骤如下：

（1）依次选择“开始→设置→控制面板→添加/删除程序→添加/删除Windows 组件 →网络服务”，打开“网络服务”对话框，如图4-3所示。

（2）在图4-3中选中“域名系统（DNS ）”复选框，然后单击该对话框的“确定”按钮。

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