七层DNS

一、七层模型

OSI七层模型从下往上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，每层都有其特定的功能和任务，共同协作以实现网络通信。

二、各层功能与DNS的关系

1、物理层：

功能：负责在物理介质上传输原始的比特流，定义了设备之间的物理接口，包括机械、电气、功能和规程特性。

与DNS关系：物理层为DNS解析过程中的数据传递提供了最基础的物理通道，确保数据能在网络中从一个节点传输到另一个节点，网线、光纤等物理介质保证了DNS查询请求和响应数据的传输。

2、数据链路层：

功能：将物理层的比特流组合成帧，并进行错误检测和纠正，同时实现流量控制和介质访问控制。

与DNS关系：在局域网内，数据链路层协议（如以太网协议）通过MAC地址来标识网络中的设备，确保数据帧能够准确地发送到目标设备，当主机需要查询域名时，数据链路层会将包含DNS查询请求的数据帧准确地传输到同一局域网内的其他设备或路由器。

3、网络层：

功能：负责将数据从源节点传输到目标节点，通过路由选择和分组转发来实现网络互联，使用IP地址来标识网络中的设备。

与DNS关系：DNS解析的目的是将域名转换为IP地址，而网络层正是利用IP地址进行寻址和路由选择，当DNS服务器接收到查询请求后，会根据IP地址将响应数据包发送回客户端，网络层在这个过程中起到了关键的路径选择和数据传输作用。

4、传输层：

功能：提供端到端的可靠通信，确保数据能够准确无误地从源端传输到目标端。

与DNS关系：DNS通常使用UDP协议在传输层进行数据传输，因为UDP协议简单高效，适用于对实时性要求较高但不需要严格可靠性保证的场景，如DNS查询，对于大于512字节的域名解析记录，可能会使用TCP协议以保证数据的完整性。

5、会话层：

功能：负责建立、维护和管理会话，包括会话的建立、同步和终止，允许不同设备上的应用程序之间进行有序的通信。

与DNS关系：在DNS交互过程中，会话层可以确保客户端与DNS服务器之间的通信保持同步和有序，在多次查询同一个域名时，会话层可以保证每次查询的独立性和正确性。

6、表示层：

功能：处理数据的表示和转换，包括数据的加密、解密、压缩、解压缩和格式转换等。

与DNS关系：虽然DNS本身主要关注的是域名与IP地址的映射，但在一些安全场景下，表示层可以对DNS数据进行加密处理，以防止数据在传输过程中被窃取或篡改，使用DNSSEC技术对DNS数据进行数字签名和加密验证。

7、应用层：

功能：直接面向用户应用程序，为用户提供网络服务，常见的应用层协议有HTTP、FTP、SMTP、DNS等。

与DNS关系：DNS作为应用层协议，其主要功能是将人类可读的域名转换为机器可读的IP地址，方便用户通过域名访问互联网资源，当用户在浏览器中输入网址时，操作系统会调用DNS协议向DNS服务器发起查询请求，获取对应的IP地址后再建立连接。

三、DNS解析过程示例

1、当在浏览器中输入URL时，浏览器首先检查自己的缓存是否有该域名的IP地址映射，若有则直接使用；若没有，则检查操作系统的本地Hosts文件。

2、如果Hosts文件中也没有找到对应的域名映射，浏览器会继续查找本地DNS解析器的缓存，如果找到映射关系，则直接返回完成域名解析。

3、如果还未找到映射关系，浏览器会向TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器发送查询请求，首选DNS服务器收到请求后，会在本地数据库中查找是否有相应的资源记录。

4、如果本地DNS服务器缓存中没有该域名的映射信息，它会代表客户端向其他DNS服务器进行查询，直到得到答案，直到获得最终的IP地址并返回给客户端。

四、相关问题与解答

1、问题：为什么DNS既可以使用UDP协议又可以使用TCP协议？

解答：DNS使用UDP协议是因为UDP具有简单高效的特点，能够满足大多数情况下快速获取域名解析结果的需求，对于小于512字节的域名解析记录，UDP协议可以在一次请求和响应中完成数据传输，减少了通信开销和延迟，UDP协议不保证数据的可靠传输，可能会出现数据丢失或损坏的情况，当UDP协议无法满足需求时，例如在进行区域传送或查询较大的域名解析记录时，DNS会使用TCP协议，TCP协议提供可靠的连接，能够保证数据的完整性和准确性，确保域名解析的结果能够正确地传输给客户端。

2、问题：如何查看本地DNS缓存中的域名解析记录？

解答：在不同的操作系统中，查看本地DNS缓存的方法有所不同，在Windows系统中，可以通过命令提示符输入“ipconfig /displaydns”命令来查看本地DNS缓存中的域名解析记录，在Linux系统中，可以使用“cat /etc/resolv.conf”命令查看系统当前的DNS配置，或者使用“nscd g”命令查看本地DNS缓存中的域名解析记录。