結(jié)合Web站點(diǎn),分析DNS工作原理的實(shí)踐與思考

摘要：本文用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方式，介紹如何通過對(duì)Web站點(diǎn)的分析，幫助理解DNS服務(wù)器的工作原理，并通過“WEB站點(diǎn)設(shè)置”和“DNS服務(wù)器設(shè)置”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解IP地址和域名之間的映射關(guān)系。

關(guān)鍵詞：DNS服務(wù)器;Web站點(diǎn);域名;IP地址

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）09-0084-03

從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教師，特別是年輕教師，大部分都習(xí)慣按教材的章節(jié)順序或者內(nèi)容的分類進(jìn)行教學(xué)，對(duì)那些表面上看起來關(guān)聯(lián)不大，而實(shí)際應(yīng)用上卻緊密結(jié)合在一起的內(nèi)容往往疏于思考。有一些知識(shí)點(diǎn)，如果單獨(dú)講述，不管你怎么去解釋，效果總是不盡如人意，學(xué)生或一知半解，或理解得不夠透徹。若根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，把一些相關(guān)內(nèi)容融合在一起進(jìn)行授課，會(huì)有意想不到的效果。例如，《DNS服務(wù)器設(shè)置》這節(jié)內(nèi)容，學(xué)生普遍對(duì)DNS的作用以及IP地址和域名的之間關(guān)系難以理解，對(duì)連接Internet時(shí)為什么一定要設(shè)置DNS服務(wù)器IP地址理解不透徹。怎樣才能讓學(xué)生更好地理解？下面是筆者的一些體會(huì)和做法。

● 分析DNS服務(wù)器的作用及IP地址與域名的關(guān)系

在Internet上，計(jì)算機(jī)之間的TCP/IP通信是通過IP地址來進(jìn)行的。而IP地址通常采用點(diǎn)分十進(jìn)制的數(shù)字表示，這給記憶IP地址帶來了難度。在網(wǎng)絡(luò)中每一臺(tái)計(jì)算機(jī)（主機(jī)）都獨(dú)立分配了IP地址，它們可以通過IP地址找到終端并與之通信。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較大時(shí)，使用IP地址就不太方便了，所以，便出現(xiàn)主機(jī)名（Host Name）與IP地址之間的一種對(duì)應(yīng)解決方案，可以通過使用形象易記的主機(jī)名而非IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問，這比單純使用IP地址顯然方便得多。DNS（Domain Name System）即域名系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)中的客戶端可以使用友好的名稱來訪問Internet或局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)。其實(shí)，這種解決方案中使用了解析的概念和原理，單獨(dú)通過主機(jī)名是無法建立網(wǎng)絡(luò)連接的，只有通過DNS服務(wù)器的解析過程，在主機(jī)名與IP地址之間建立了映射關(guān)系后，才可以通過主機(jī)名間接地通過IP地址建立網(wǎng)絡(luò)連接。DNS的工作任務(wù)是域名與IP地址之間進(jìn)行映射，DNS解析過程如圖1所示。

大家通常利用域名（www.21cn.com;www.baidu.com;www.sina.com.cn等）上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁，其實(shí)這些域名本身是不可以訪問網(wǎng)站的，它必須通過DNS服務(wù)器解析成IP地址后才能訪問到網(wǎng)站。

用一介形象的比喻來說明DNS的功能：當(dāng)你用手機(jī)給“張三”打電話時(shí)，你會(huì)在手機(jī)電話簿找到“張三”并撥出電話，這時(shí)的“張三”就類似域名，11位數(shù)的電話號(hào)碼就類似于IP地址，這時(shí)“張三”和電話號(hào)碼就在你手機(jī)上建立了一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。由此可以看出，電話號(hào)碼簿的功能便是建立姓名與電話號(hào)碼之間的映射關(guān)系，DNS的功能類似電話號(hào)碼簿。

● 理解使用主機(jī)名（域名）比直接使用IP地址的好處

（1）域名便于記憶，如筆者所在學(xué)校網(wǎng)站的IP地址是221.4.151.160，幾乎所有瀏覽該網(wǎng)站的用戶都是使用www.fshc.net來訪問，而并非使用IP地址來訪問。

（2）數(shù)字形式的IP地址可能會(huì)由于各種原因而改變，而域名可以保持不變，如新浪網(wǎng)域名為www.sina.com.cn，IP地址為202.106.184.200。這個(gè)IP地址可能已經(jīng)多次更改，但不管IP地址怎樣改變都不會(huì)給用戶訪問該網(wǎng)站造成影響，因?yàn)橛脩糁恢烙蛎?/p>

● 分析DNS服務(wù)器的工作過程

DNS的主要工作就是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)名和IP地址的相互轉(zhuǎn)換，這也是域名與IP地址相互解析的過程。域名解析是查找已注冊(cè)的計(jì)算機(jī)名或服務(wù)器名以便得到相應(yīng)的IP地址，或者根據(jù)IP地址查找已注冊(cè)的計(jì)算機(jī)名或者服務(wù)器名。DNS是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它提供將域名轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)IP地址的信息，這種把名稱轉(zhuǎn)換成IP地址的方法又稱為名稱解析。

客戶端通過DNS解析得到目標(biāo)計(jì)算機(jī)的IP地址后，就可以建立客戶端與目標(biāo)計(jì)算機(jī)的通信連接，或者通過一個(gè)或幾個(gè)路由器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)間甚至是Internet上的通信。DNS服務(wù)器完成計(jì)算機(jī)名與IP地址解析的過程如圖2所示。

主機(jī)1通過域名或主機(jī)名訪問主機(jī)3，先要向DNS服務(wù)器查詢主機(jī)3的IP地址，獲取主機(jī)3的IP地址后才能通過IP地址訪問主機(jī)1。

● 利用實(shí)驗(yàn)，結(jié)合Web站點(diǎn)來分析DNS服務(wù)器的作用

以上三點(diǎn)，筆者只是從理論上講述了DNS的功能和工作原理，但實(shí)際應(yīng)用中DNS怎樣把域名解析成IP地址，學(xué)生還不十分理解。為了讓學(xué)生更好地理解DNS服務(wù)器，教師利用實(shí)驗(yàn)對(duì)DNS進(jìn)行分析，但如果只做《DNS服務(wù)器設(shè)置》這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)實(shí)生活中IP地址和域名的映射關(guān)系就很難對(duì)應(yīng)起來。要想更好地理解DNS服務(wù)器的域名解析功能，教師可以結(jié)合《IIS的Web站點(diǎn)設(shè)置》的內(nèi)容對(duì)DNS服務(wù)器進(jìn)行分析。以下介紹在Windows Server操作系統(tǒng)中的一些具體做法。

1.部署好實(shí)驗(yàn)環(huán)境，設(shè)置主機(jī)的IP地址，為設(shè)置Web站點(diǎn)和NDS服務(wù)器做準(zhǔn)備

一臺(tái)Windows Server操作系統(tǒng)的主機(jī)作為DNS服務(wù)器，兩臺(tái)Windows Server操作系統(tǒng)作為Web服務(wù)器，一臺(tái)以上的Windows系統(tǒng)作為Web客戶機(jī)，在每臺(tái)主機(jī)上設(shè)置好IP地址，并將“Web客戶B”上的DNS設(shè)置為“DNS服務(wù)器”的IP（172.18.2.2）。具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜虸P地址設(shè)置如圖3所示。

2.先建立個(gè)人的Web站點(diǎn)，讓學(xué)生明白IP地址是訪問網(wǎng)站的最直接方式

如圖3，在“Web服務(wù)器-A”和“Web服務(wù)器-B”兩臺(tái)主機(jī)上設(shè)置好Web站點(diǎn)，我們?cè)凇癢eb客戶機(jī)A”或其他任何一臺(tái)主機(jī)打開IE瀏覽器，在地址欄輸入http：//172.18.2.2和 http：//172.18.2.3都可以成功顯示W(wǎng)eb服務(wù)器發(fā)布的網(wǎng)站，這表示，IP地址是訪問網(wǎng)站最直接的方式。

但是，上網(wǎng)時(shí)都是使用域名來訪問網(wǎng)站的，如何用域名代替IP地址上網(wǎng)？前面講述過，要用域名代替IP地址，必須由DNS服務(wù)器對(duì)域名進(jìn)行解析。通常情況下，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都至少有一臺(tái)DNS服務(wù)器，用于維護(hù)本域的名稱映射數(shù)據(jù)庫記錄或資源記錄，當(dāng)客戶機(jī)請(qǐng)求名稱解析時(shí)，DNS服務(wù)器在記錄中檢查和域名對(duì)應(yīng)的IP地址，并告訴客戶機(jī)該域名對(duì)應(yīng)的IP地址。例如，筆者想用一個(gè)自己喜歡的域名（www.abc123.com和bbb.abc123.com）代替IP地址172.18.2.2和172.18.2.3訪問Web服務(wù)器站點(diǎn)，該怎么做呢？

3.設(shè)置DNS服務(wù)器，建立域名與IP地址的映射關(guān)系

（1）在Windows Server上安裝DNS服務(wù)

①雙擊“控制面板”中的“添加/刪除程序”圖標(biāo)進(jìn)入“添加/刪除程序”窗口，點(diǎn)擊左下方的“添加/刪除Windows組件”按鈕，找到“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”。

②單擊“詳細(xì)信息”按鈕進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”選項(xiàng)對(duì)話框，在“域名系統(tǒng)（DNS）”前的方框內(nèi)打“√”確定完成安裝。

（2）建立域名映射IP地址的主機(jī)記錄

①打開DNS控制臺(tái)：選“開始菜單→程序→管理工具→DNS”。

②建立“abc123.com”域名：選“DNS→正向搜索區(qū)域→右鍵→新建區(qū)域”，然后根據(jù)提示選“標(biāo)準(zhǔn)主要區(qū)域”、在“名稱”處輸入“abc123.com”后完成域名設(shè)置。

③建立“www”主機(jī)：選“abc123.com→右鍵→新建主機(jī)”，出現(xiàn)“新建主機(jī)”對(duì)話框，在“名稱”中輸入主機(jī)記錄名稱www，在“IP地址”中輸入此主機(jī)的IP地址“172.18.2.2”。在“創(chuàng)建相關(guān)的指針（PTR）記錄”前方框內(nèi)打上“√”，系統(tǒng)會(huì)在反向中創(chuàng)建指針記錄。

④重復(fù)③操作，建立“bbb”主機(jī)，對(duì)應(yīng)主機(jī)IP地址為172.18.2.3。完成DNS服務(wù)器設(shè)置后，在DNS服務(wù)器中可清晰看到域名和IP地址的映射關(guān)系（www.abc123.com →172.18.2.2;bbb.abc123.com→ 172.18.2.3）。

4.用域名代替IP地址訪問Web站點(diǎn)，證明域名必須被DNS服務(wù)器解析成IP地址后才有意義

完成DNS服務(wù)器設(shè)置后，在“Web客戶機(jī)”（不設(shè)置DNS服務(wù)器IP地址時(shí)）用域名www.abc123.com或bbb.abc123.com訪問Web服務(wù)器網(wǎng)站，顯示無法訪問網(wǎng)站，原因是“Web客戶機(jī)”沒有設(shè)置DNS服務(wù)器的IP地址，域名www.abc123.com和bbb.abc123.com并沒有通過DNS服務(wù)器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的IP地址，此時(shí)的域名只是毫無意義的字符串而已，無法正常訪問網(wǎng)站。

在“Web客戶機(jī)”設(shè)置好“首選DNS服務(wù)器”的IP地址后，用nslookup命令進(jìn)行解析，看能否成功解析域名和IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，再在IE瀏覽器中輸入www.abc123.com或bbb.abc123.com訪問Web服務(wù)器網(wǎng)站，則可以和IP地址一樣正常訪問Web站點(diǎn)的網(wǎng)頁。從這里可以說明，域名是要通過DNS服務(wù)器解析成IP地址后才能訪問網(wǎng)站的，它本身只是一個(gè)對(duì)應(yīng)于IP地址的用于在互聯(lián)網(wǎng)上標(biāo)識(shí)機(jī)器的有意義的字符串，它比起IP地址而言就更形象也更容易記憶。其工作過程如圖4所示。

● 結(jié)語

對(duì)教師而言，有效地整合教學(xué)內(nèi)容，是教師靈活應(yīng)用教材的重要手段。實(shí)踐證明，把“Web站點(diǎn)設(shè)置”和“DNS服務(wù)器設(shè)置”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合，能更好地幫助學(xué)生理解DNS的工作原理，更容易理解域名和IP地址的映射關(guān)系以及DNS服務(wù)器在其中的作用，從而提高學(xué)生理論與實(shí)際操作的綜合能力。

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