在信息时代,互联网的畅通无阻依赖于诸多精密而复杂的系统连贯工作,其中域名系统(DNS)扮演着至关重要的角色。每当用户在浏览器的地址栏输入网址或在终端发起网络请求时,DNS服务便开始了它将域名转换为IP地址的任务,这一转换过程对于用户来说几乎是不可感知的,但它确保了网络请求能够找到正确的服务器。域名解析的这一朴素行为,构成了访问网络资源的首要步骤,没有它,我们无法以人类可读的方式导航互联网。

  DNS不仅在全球互联网中发挥作用,在局域网环境下也同样不可或缺。如同交通纽带连接着一座座城市,DNS在网络世界中承担着将域名指派到相应IP地址的使命,保证数据能够高效准确地传递。在所有操作系统中,Linux由于其开源和高度定制的特性,在服务器运行环境中尤为突出。作为大多数互联网服务的后台操作系统,Linux上的DNS服务配置与优化直接关系到网络的稳定性和服务的响应速度。

  正是在这样的背景下,BIND(Berkeley Internet Name Domain),作为一款功能强大且广为流传的DNS服务软件,在Linux服务器中的配置和维护变得尤为关键。BIND不仅提供标准的DNS服务,而且通过其灵活的配置文件,允许管理员实现各种策略和安全措施,以强化域名解析的可靠性和服务服务器的安全性。本文记录了BIND在Linux操作系统中配置DNS服务的详细步骤,力求以明晰的结构展示如何从零开始搭建起一个高效、安全的DNS服务器,使之成为学习和参考的便捷记录。通过理解DNS在Linux中的实现原理和BIND软件的配置,本文将指导读者如何在Linux平台上实施精确的域名解析策略,进而优化其网络服务能力。

1.DNS域名解析服务的实现机制:

(一) 域名解析的必要性和流程

  在日常生活中,当我们浏览互联网、发送电子邮件或连接到远程服务器时,往往会使用易于记忆的域名,如"www.baidu.com"。然而,互联网本质上是一个由无数网络设备构成的巨大架构,这些设备并不理解域名,它们识别数字编码,即IP地址。DNS服务的设计初衷,便是架起人类友好的域名和机器识别的IP地址之间的桥梁。当用户输入一个域名请求访问特定的网络资源时,DNS服务便介入工作,将域名透明地转换为对应的IP地址,确保网络请求达到预定的目的地。

(二) 用户侧的解析启动过程

   解析过程的启动通常非常直观。用户在浏览器地址栏输入一个网址或在终端执行包含域名的命令时,操作系统便开始调用其内置的DNS客户端功能。这个内嵌的客户端首先会查询本地缓存,查看是否有之前查询过的域名记录,以加速访问过程。如果未在缓存中找到记录,系统会读取配置文件(例如Linux系统中的/etc/resolv.conf),确定应当联系的DNS服务器地址,并向其发起解析请求。

(三) 解析请求在网络中的传播

  当本地DNS客户端发出请求后,请求将被发送至配置的DNS服务器。这个服务器可能是由互联网服务提供商(ISP)维护的,也可能是由用户自己设置的,如公司或学校内部的私有DNS服务器。如果这个DNS服务器是“递归”的,它将负责追踪查询路径,直到获取到有效的解答。一旦接收到用户的请求,DNS服务器先查询自身的缓存记录,若缓存中有相应的条目,则直接返回结果给用户端。若缓存中没有,则进入“递归查询”。

(四) 递归查询的过程

  递归查询的过程中,DNS服务器将代表用户查询其他DNS服务器。首先访问的是根域名服务器,它们是全球13组服务器的一部分,拥有顶级域名信息和指向这些顶级域名服务器的路径。根域名服务器将指引到相应的顶级域名服务器,比如.com、.net或.org。随后,这些顶级域名服务器会提供二级域名服务器的信息,二级域名服务器再指引至托管该域名记录的权威名称服务器。

(五) 权威名称服务器的响应

  当请求到达权威名称服务器后,此服务器会查找其存储的区域文件,找到与请求匹配的记录。这个过程可能涉及查找对应的A记录(IPv4地址)或AAAA记录(IPv6地址)。找到相应的记录后,权威名称服务器将给出DNS响应,将包含IP地址的应答回传至最初请求的递归服务器。递归服务器接着将这个解析结果返回给用户的设备,此时用户的设备获取到有效的IP地址,便可以通过网络路由找到并连接到目标服务器。

(六) 缓存与效率优化

  为了提升效率并减少对网络的负担,解析过程中获取的IP地址常常会在递归服务器或用户端进行缓存。这样,在下一次同样的域名请求发生时,可以直接提供之前解析得到的结果,从而显著提高后续请求的响应速度。缓存中的记录会有一个特定的生存期(TTL),在记录过期后,它会从缓存中移除,保证了解析结果的时效性和准确性。

(七) 优化和安全的考虑

  在实际部署DNS服务时,管理员需要综合考虑如何通过优化配置提升服务的性能与安全性。例如,通过策略路由、负载均衡等手段可以提升域名解析的速度和稳定性;通过设置访问控制列表(ACLs)、防火墙规则和加密通讯(如DNS over HTTPS或DNS over TLS)可以增强DNS服务的安全性。此外,定期更新BIND软件和区域文件,监控DNS请求和响应的模式,也是确保DNS服务安全、可靠运作的重要措施。

  这就是域名解析服务在Linux系统上的基本实现机制,一个看似简单的过程,背后实际上包含了复杂的网络请求和响应过程。

2.使用BIND配置DNS服务:

1.安装 BIND 软件

  在 CentOS 系统中,系统光盘自带了 BIND 服务的安装文件,主要包括以下几个软件包。

bind-9.9.4-37.el7.x86_64.rpm     提供了域名服务的主要程序及相关文件

bind-utils-9.9.4-37.el7.x86_64.rpm      提供了对 DNS 服务器的测试工具程序,如 nslookup 等

bind-libs-9.9.4-37.el7.x86_64.rpm       提供了 bind、bind-utils 需要使用的库函数

bind-chroot-9.9.4-37.el7.x86_64.rpm    为 BIND 服务提供一个伪装的根目录(将/var/named/chroot/文件夹作为 BIND 服务的根目录),以提高安全性

2 . BIND服务控制

  BIND 软件包安装完毕以后,会自动增加一个名为 named 的系统服务,通过 systemctl工具可以控制 DNS 域名服务的运行。

[root@localhost ~]# systemctl status named
● named.service - Berkeley Internet Name Domain (DNS)
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/named.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
备注:查询named服务状态

3 . BIDN服务的文件配置

  在使用BIND软件构建DNS(域名解析服务)时,操作的核心主要包含了两大类配置文件:主配置文件和区域数据文件。两者的功能独特,职责明确。他们一同工作,确保了DNS服务的顺利运行和执行。


  首先,我们会遇到的是主配置文件。这是BIND服务的全局配置文件,主要任务是为名字服务器daemon —— 'named' 服务设定全局运行参数。它是所有BIND配置的基础,它规定了DNS服务器如何、在何时执行特定的任务。主配置文件扮演者枢纽的角色,负责在各种不同组件和功能之间进行来往。更具体来说,它能定义全局选项,包括但不限于网络接口绑定、端口,日志设定等。主配置文件也可以用来注册区域,这指的是你如何将区域及其相应的区域文件写入你的DNS服务器,这是确定服务器负责哪些DNS区域的关键步骤。此外,主配置文件中的访问控制列表(Access Control List, ACL)则用于限定哪些客户端可以查询你的DNS服务器,保证服务器的安全性,防止恶意袭击。总的来说,主配置文件是BIND运行的核心,它起着组织、分配和引导的作用,使得DNS服务能够按照预定的方式运行。

  其次,区域数据文件得到了主配置文件的引领,具体执行解析服务。它是DNS区域—实质上是一系列独一无二的域名空间—的具体解析记录的载体,储存着所有提供给请求者(例如浏览器、终端客户端等)查询的解析记录。有时亦称之为“zone file”

(1)主配置文件

主配置文件通常命名为named.conf,该文件是BIND服务的主要配置文件。让我们骨架化地了解一下这个文件通常的内容和结构:

全局配置: 这是配置文件的一开始部分。在此部分,我们定义named服务的全局行为,如监听的网络接口和端口,运行方式等。例子包括:


options {
        listen-on port 53 { 127.0.0.1; };
        listen-on-v6 port 53 { ::1; };
        directory       "/var/named";
        dump-file       "/var/named/data/cache_dump.db";
        statistics-file "/var/named/data/named_stats.txt";
        memstatistics-file "/var/named/data/named_mem_stats.txt";
        recursing-file  "/var/named/data/named.recursing";
        secroots-file   "/var/named/data/named.secroots";
        allow-query     { localhost; };

这段配置是BIND DNS服务器设置中的options区块,用于定义服务器的一些全局行为。具体参数解释如下:

  • listen-on port 53 { 127.0.0.1; };
    这指定BIND服务监听在本地的127.0.0.1地址的53号端口上对于IPv4的请求。通常,127.0.0.1是本机的回环地址,这样设置意味着BIND服务只会接受发向本地机器的DNS请求。
  • listen-on-v6 port 53 { ::1; };
    类似地,对于IPv6,BIND服务被配置为监听在回环地址::1上的53端口,仅接收针对服务器本身的IPv6域名解析请求。
  • directory "/var/named";
    这一行设置了BIND在查找区域文件和其他相关DNS配置文件时的基础目录路径。
  • dump-file "/var/named/data/cache_dump.db";
    指定了服务器在执行缓存转储时,缓存内容应当被保存到的文件路径。
  • statistics-file "/var/named/data/named_stats.txt";
    此参数指定服务器的统计信息输出文件,用来存储DNS查询统计数据。
  • memstatistics-file "/var/named/data/named_mem_stats.txt";
    设置用于记录服务器内存统计信息的文件路径。
  • recursing-file "/var/named/data/named.recursing";
    此文件记录了所有当前递归查询的信息。
  • secroots-file "/var/named/data/named.secroots";
    该文件用于存储与DNSSEC验证的根密钥相关的信息。
  • allow-query { localhost; };
    该设置限制了仅允许本地机器(localhost)提交DNS查询请求,在这里使用的是一个ACL名,通常这意味着只有从服务器自身发起的请求会被处理。

  总体上,这个options配置块定义了BIND DNS服务器主要只服务于其自身(即仅响应来自服务器自己的查询),所有相应的数据和日志文件都被放置在/var/named/data目录下,并且记录了详细的操作统计和内存使用情况。这样的配置可能用于本地测试,或用于一个只需要为本机提供DNS解析服务的场景。

访问控制列表(ACL): 这部分定义哪些客户机或网络能够访问你的DNS服务器。例子包括:

  • acl "trusted" { 192.0.2.0/24;};` —— 这一部分通过为信任的网络或主机定义一个名字(在这个例子中为 "trusted"),使得DNS管理员可以在配置文件的其他地方引用这个名称,以便于控制哪些客户端可以查询哪些区域或执行特定类型的查询。
  • 区域定义: 区域定义是配置文件中最为关键的部分之一,这部分指定了DNS服务器管理的区域(区域数据文件路径、区域类型等)。


zone "." IN {                
        type hint;             
        file "named.ca";
};

  在BIND软件的DNS配置中,这段配置定义了一个特殊的区域——“根区域”。根区域用一个点 "." 表示,是DNS层级结构的最顶层。这段配置通常出现在BIND服务器的主配置文件named.conf中,具体的含义如下:

  • **zone "."**:表示这是针对根区域的配置。根区域是DNS层次结构的最高级别,所有的域名解析最终都是从这里开始递归查询的。
  • IN:是一个类标识符,在这里指的是互联网(Internet)。
  • type hint:指示这个区域的类型是“hint”。在DNS中,hint类型用来告诉名字服务器根域名服务器的初始信息。它不是权威数据,而是作为服务器启动时解析根域的参考信息。
  • **file "named.ca"**:指明存储根域名服务器的参照信息的文件路径为 "named.ca"。这个文件也经常被称为“根提示文件”(root hints file),它包含了所有根域名服务器的地址。BIND服务器在启动或者没有缓存信息时,会参照这个文件中的信息查询根服务器。

  简而言之,这段配置意味着BIND服务器被设置为使用 "named.ca" 文件内列出的根域名服务器信息来解析顶层的DNS查询。这是一个关键的配置,因为所有未知域的递归解析都将以此为起点。

(2)区域数据配置文件

 区域数据文件(Zone File)在DNS服务器中承载了特定域名空间内部的资源记录信息,是DNS域名解析工作的数据基础。对于BIND软件,区域数据文件的内容遵循一定的格式来描述各类DNS记录,包括但不限于A记录、AAAA记录、MX记录、CNAME记录等。

  区域数据配置文件通常位于/var/named/目录下,每个区域数据文件对应一个 DNS 解析区域,文件名及内容由该域的管理员自行设置。

  根域“.”的区域数据文件比较特殊。Internet 中所有的 DNS 服务器都使用同一份根区数据文件,其中列出了所有根服务器的域名和 IP 地址。根区域数据文件可以从国际互联网络信息中心(InterNIC)的官方网站地址 http://www.internic.net/下载。在区域数据文件中,主要包括 TTL(Time To Live,生存时间)配置项、SOA(Start OfAuthority,授权信息开始)记录、地址解析记录。文件中的注释信息以“;”(分号)开始。

TTL 配置及 SOA 记录部分

未完