专栏首页前端之心为什么全球只有13组根域名服务器?
原创

为什么全球只有13组根域名服务器?

根域名服务器是域名解析系统(DNS)中最为顶级的域名服务器,它们负责管理顶级域的权威域名服务器地址。作为互联网基础设施的重要部分,所有域名的解析操作均离不开它们。下面我们将从 DNS 协议实现的角度分析为什么全球只有13组根域名服务器。

13组根域名服务器的信息

其中,13组根域名服务器以英文字母 a 到 m 顺序命名,域名格式为“a~m.root-servers.net”,如“b.root-servers.net”。

DNS 数据包的大小限制

我们知道 DNS 协议是应用层协议,大多数情况下依赖传输层的 UDP 协议进行数据的传输(仅在重试的情况下可能使用 TCP 协议)。根据RFC 791规定,未保证 UDP 数据包传输成功率,尽量数据包控制在 571 字节以使数据包不会被分片传输。

除去 UDP 数据包自身包头占用的字节数,DNS 数据包被设计为不超过512字节。

DNS 协议格式

下面我们从根域名解析的返回数据包截图:

我们假设根域名由 N 组,计算数据包各部分字节占用的情况如下:

  • Header 部分占用12个字节,包括 Transaction ID (2字节),Flags (2字节),Questions (2字节),Answer RRs (2字节),Authority RRs (2字节),Additional RRs (2字节);
  • Question Section 部分占用5个字节,包括根标签(1字节),Class (2字节,基本取值都是IN),查询类型(2字节);
  • Answer Section 部分占用的字节数为所有记录字节数之和,每条记录包括根标签(1字节),TTL (4字节),Class (2字节,基本取值都是IN),查询类型(2字节),域名存储占用的字节数;因为域名在 DNS 解析协议当中按照长度(2字节)+数据的形式存储,其中数据部分是分段存储的,存储格式如下所示,所以第一条记录的域名存储占用22个字节,继而第一条记录总共占用31个字节;而从第二条记录开始,因为记录中出现的域名存在部分内容与第一条记录重复,即“root-servers.net”部分,这部分可以利用 DNS 指针压缩存储,只需要存储2个字节的指针,指向第一条记录出现的部分,而不需要存储实际的内容,所以第二条记录~N条记录占用的字节数分别为11+4=15个字节;
  • Additional Section 部分占用的字节数为所有记录字节数之和,每条记录包括域名,TTL (4字节),Class (2字节,基本取值都是IN),查询类型(2字节),IP 地址(2字节长度+4字节内容);因为 Additional Section 记录的域名都在 Answer Section 中出现过,所以这部分都可以利用 DNS 指针压缩存储,只需要存储2个字节的指针即可表示对应的域名,所以Additional Section 部分的记录占用的字节数为2+4+2+2+6=16个字节;

综上所述,数据包总长度为12+5+(31+(15*(N-1))+16*N,再根据前述 DNS 大小限制不超过512字节的要求,可以得 N 不超过15组,再加上早期设计的时候考虑到预留一些 buffer 于是就有了现在全球13组根域名服务器的结果。

通过问题“全球为什么只有13台 DNS 服务器?”的讨论我们了解了 DNS 解析协议,下面我们将自己的动手搭建 DNS 服务器

原创声明,本文系作者授权云+社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 如何搭建主从架构的 DNS 服务器

    前面我们介绍了如何搭建 DNS 服务器以及如何往 DNS 服务器添加反向解析记录,本文将在前面的基础上告诉大家如何搭建主从架构的 DNS 服务器。

    9527
  • dig 命令洞察 DNS 解析过程

    在上一篇文章,我们介绍了域名解析的过程,本章我们将介绍一个实用的工具---dig命令,通过dig命令我们可以查看 DNS 解析的过程,以便我们更好的理解 DNS...

    9527
  • 域名解析详解

    我们知道网络通讯基本上是基于TCP/IP的,而TCP/IP以IP地址为基础,而域名仅仅是为了方便人类的记忆而设计的名称,计算机在网络中进行通讯时不能识别域名,只...

    9527
  • 【实测】网络中可以传小于64字节的数据包吗?

    电磁波在双绞线上传输的速度为0.7倍光速,在1km电缆的传播时延约为5us。传统的网络信道比较差,需要有重传机制保障可靠性。于是,在节点A向节点B发送数据进行通...

    网络交换FPGA
  • 字符与字节有什么区别呢?

    1、计算机存储信息的最小单位,称之为位(bit),音译为比特,二进制的一个“0”或一个“1”叫一位。 2、计算机存储容量基本单位是字节(Byte),音译为拜特...

    黑泽君
  • UTF8变长编码

    首先要说明的是我们所有的信息都是以二进制字节的形式保存的,比如00000000这样的8个0就代表一个字节了。

    小蜜蜂
  • 理解字节序

    1. 计算机硬件有两种储存数据的方式:大端字节序(big endian)和小端字节序(little endian)。 举例来说,数值0x2211使用两个字节储存...

    ruanyf
  • 刨根究底字符编码之九——字符编码方案的演变与字节序

    前文已经提及,编号字符集CCS(简称字符集)与字符编码方式CEF(简称编码方式)这两个概念,在早期并没有必要严格区分。

    用户1876609
  • mysql 数据类型及占用字节数

    秋日芒草
  • 字节序转换详解

    在跨平台和网络编程中我们经常会提到网络字节序和主机字节序,如果没有正确对两者进行转换,从而导致两方产生了不同的解释,就会出现意想不到的bug。

    信安本原

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券