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TCP/IP 與 Internet 網路：第十三章 網域名稱系統 上一頁 下一頁
翻轉工作室：粘添壽
13-5 DNS 協定運作
當 DNS 伺服器收到某一筆查詢要求卻無法提供服務時，或者客戶端向伺服器查詢卻得不到正確回應時，應該如何向其它伺服器查詢呢？這就是 DNS 系統的協定運作。記得我們談過，DNS 是一種分散處理系統，所有 DNS 系統上的資料是由全球的 DNS 伺服器共同所構成，每一網域區域（Domain Zone）（如 cu.edu.tw）都有一部專屬伺服器（如 linux-2.cu.edu.tw），來負責紀錄該區域內的名稱資料（反向或正向查詢資料），同時負責被查詢的工作（但也可能一部專屬伺服器負責多個網域區域）。由此可見，除非查詢到該資料所登錄的伺服器，否則將會得不到正確的答案（這也不一定）。因此，DNS 系統的查詢動作就顯得非常困難與複雜，但首先我們來看兩個基本的查詢動作，再來看伺服器之間如何運作。
13-4-1 遞迴查詢與反覆查詢
『遞迴查詢』（Recursive Query）是當某一 DNS 伺服器收到查詢訊息後，而該筆資料並未登錄在伺服器上，這表示該伺服器必須向其它伺服器查詢。DNS 伺服器經由其它伺服器得知另一查詢地方，該伺服器再向另一部伺服器查詢，如此反覆而得到查詢資料的動作，稱之為遞迴查詢。另一方面，被此伺服器查詢到，而回應它到另一伺服器查詢的動作，稱之為『反覆查詢』（Iterative Query）。簡單的說，反覆查詢的動作就是伺服器回應：『資料不在我這裡，請到另一地方查詢吧！』，如果經過多個伺服器都是同樣的回應，就如同一來一往的反覆動作一樣。
13-5-2 搜尋順序
瞭解遞迴查詢和反覆查詢動作之後，我們用圖 13-6 來探討當一伺服器接收到客戶端 Resolver 的查詢要求時，它如何來搜尋出應該到哪一個伺服器上查詢（資料所登錄位置）的動作。譬如 DNS 客戶端要求查詢 FQDN 名稱為 www.cu.edu.tw. 的 IP 位址，而將該查詢要求傳送到特定的 DNS 伺服器上（DNS_A），所搜尋的次序如圖中的編號順序。首先，DNS_A 搜尋本身紀錄是否有該筆資料（包含 Cache Server），如果沒有便直接向根（『.』）伺服器查詢，根伺服器回應網域為 tw. 的伺服器位址（IP 位址）給 DNS_A，然後 DNS_A 再向 tw. 網域伺服器查詢，而得到網域為 edu.tw. 的伺服器位址。如此以下類推，DNS_A 得到 cu.edu.tw. 網域的專屬伺服器位址，便向它查詢而得到 www.cu.edu.tw 網域名稱的 IP 位址，再回應給 DNS 客戶端。
圖 13-6 查詢順序
由這個搜尋次序我們可以看出，所指定的 DNS 伺服器（DNS_A）每發送一個查詢後，得到下一個網域的伺服器位址，再往下一個網域伺服器查詢，直到得到答案為止，因此，DNS_A 正扮演著『遞迴查詢』的動作。另外，其它伺服器只回應：『資料不在我這裡，請到另一地方查詢吧！』，而是共同扮演著『反覆查詢』的動作。
13-5-3 快取查詢
如果每一查詢都如同圖 13-6 的查詢順序，這將是一種耗時又耗力的動作，而 DNS 系統幾乎無法應用，還好每個 DNS 伺服器上都有快取伺服器，可以解決大部份的問題。我們可以發現原伺服器發出查詢的訊號都是『查詢 www.cu.edu.tw.』，在查詢當中，如果有某部伺服器的快取伺服器上有登錄該筆資料，便可直接回應，而不用再搜尋下去。甚至在搜尋當中也有可能是跳躍的。譬如，詢問到 tw. 伺服器時，就可以得到 cu.edu.tw. 伺服器的位址，便可直接向 cu.edu.tw. 伺服器查詢，而不必再經由 edu.tw. 伺服器查詢。另一方面，DNS_A 由 tw. 伺服器中得到 edu.tw. 伺服器位址後，便會記錄到快取伺服器上，下一次其它主機需要查詢 www.nsysu.edu.tw.的 IP 位址時，便直接向 edu.tw. 伺服器查詢即可，而不用到根伺服器查詢。
由此可見，快取伺服器扮演極重要的角色，我們絕大部份的查詢資料都是經由它得到的。當然，快取伺服器上的資料是經過查詢後所紀錄的，因此，當客戶查詢一個名不經傳的名稱，或者是第一次查詢該名稱，那可能真的要像圖 13-6 所示的搜尋順序了。但話又說回來，如果有一個 DNS 伺服器被許多客戶端指定，它的查詢機會非常的多，而它的快取伺服器上的紀錄也非常多，相對應的回應速度也非常快。當然這部名稱伺服器主機必須承擔非常重的工作負荷，因此，一般 ISP 公司都會指定一些特殊伺服器讓客戶使用，而 Internet 網路上也常會出現一些較有名氣的名稱伺服器，上面標明其查詢動作最快，任何客戶都可以指定它。
13-5-4 轉送服務
除了快取伺服器可以解決大部份的查詢問題，有一些名稱伺服系統也提供『轉送服務』『Forwarder』功能（如 Microsoft 系統）。在有轉送服務的系統下，當資料不在原伺服器（指定伺服器）時，它並不直接向根伺服器查詢，而是向所指定轉送的伺服器查詢，如果在指定時間內沒有得到適當的回應時，再到根伺服器查詢。另外在 Unix/Linux 系統下，主機都可指定多部名稱伺服器（如 /etc/resolv.conf 設定）（Windows 系列也可以），當一部名稱伺服器無法提供資料時，便會轉向其它伺服器查詢，並按照優先次序搜尋，說實在的，要能真的查詢到根網域也是不簡單。