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网络篇 | DNS 查询利器：掌握 ping/host/nslookup/dig 命令
NETWORK | DNS Query tool: The ping/host/nslookup/dig command to solve network puzzles Title: 网络篇 | DNS 查询利器：掌握 ping/host/nslookup/dig 命令，解开网络迷局Tag: DNS、Linux 、ping 、host 、nslookup 、digAuthor: TacksCreate-Date: 2023-10-30Update-Date: 2023-10-30 0、大纲 网络篇 | DNS 查询利器：掌握 ping/host/nslookup/dig 命令 0、大纲0、Ref0、Keywords0、Prepare1、DNS 是什么 1.1 DNS 的由来1.1 DNS 域名结构1.2 DNS 服务器 Root DNS 根服务器TLD DNS 顶级域名服务器DNS 权威域名服务器LocalDNS 本地DNS服务器 1.3 DNS 记录类型 2、Ping 2.1 ping 域名和 ping IP 的区别2.2 ping 使用文档 2.2.1 ping 文档2.2.2 ping 使用 示例1 ： 每隔 1 秒发送一次，共计发送 3 次示例2 ： 限制 ttl 为 20示例3 ：显示请求的路由过程示例4 ：设置发送数据包的大小为100字节 2.3 ICMP 协议 2.3.1 ICMP 的作用2.3.2 ICMP 的报文格式2.3.3 ICMP 的报文类型 2.4 ARP 协议 2.4.1 为什么要扯到 ARP 协议2.4.2 简单复习 MAC 物理地址2.4.3 如何查看 ARP 缓存表？2.4.4 ARP 具体是如何寻址呢？ 同一个局域网内不同局域网内总结 ARP 解析的几种情况 2.5 ping 域名的执行流程 3、Host 3.1 host 使用文档 3.1.1 host 文档3.1.2 使用 示例1： 最简单的使用方式 host + 域名示例2：指定 DNS Server 请求示例3：反向解析 IP示例4：-t 指定查询的类型示例5：-v 显示请求的详细内容 3.2 /etc/host 、/etc/hostname 、/etc/host.conf 、/etc/resolv.conf 配置文件 4、Nslookup 4.1 nslookup 使用文档 4.1.1 nslookup 文档4.1.2 nslookup 使用 示例1：直接请求域名示例2：指定 DNS Server 请求示例3：-q 指定查询的类型 5、Dig 5.1 dig 使用文档 5.1.1 如何查找网站的IP地址？5.1.2 如何找到域的名称服务器？5.1.3 域的负责邮件服务器是哪个？5.1.4 顶级根域名服务器查看？5.1.5 指定 DNS Server 请求5.1.6 dig 显示 DNS 解析全过程5.1.7 dig 显示 DNS 主从关系 6、命令总结 0、Ref ICANNIANACNNIC | CNNIC | CNNICIEEE | IEEEroot server中国互联网络信息中心@wikipedia | 域名系统 @阮一峰 | DNS 原理入门@阮一峰 | DNS 查询原理详解@hustnzj | 学习笔记之DNS系列1——DNS是什么及其工作原理 | #learnku# @japin | 重拾 ARP 协议 | #blog# @wmathor | 网络层（七）地址解析协议 ARP | #blog# DNS报文格式解析（非常详细） 0、Keywords DNS (Domain Name System) - 域名系统ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) - 互联网名称与数字地址分配机构IANA (Internet Assigned Numbers Authority) - 互联网号码分配机构ttl (Time To Live) 数据包存活时间ping (Packet InterNet Groper) 分组网间探测ICMP (Internet Control Message Protocol) - 网络控制消息协议ARP (Address Resolution Protocol) 地址解析协议MAC (Media Access Control Address) 媒体访问控制地址nslookup (name server lookup) 名称服务器查找DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 动态主机配置协议服务器 0、Prepare 命令安装通常 Linux 系统，默认会带 ping 命令，非常非常常用；但是 host/nslookup/dig 并不是都有，而这几个命令通常在 bind-utils 包中，你可以根据你的操作系统来选择合适的安装命令。 例如 Centos/RHEL: ```shell yum install bind-utils -y ``` Alpine: ```shell apk add bind-tools ``` 1、DNS 是什么DNS 即域名系统，全称是 Domain Name System 。它作为 将 域名和 IP地址 相互映射的一个分布式数据库，类似给 IP 起一个名字，能够允许用户使用域名更方便的访问网站，而不是难以记忆的 IP 地址。 DNS 位于 应用层， 是一个典型的 客户端-服务器应用, 客户端发起域名查询请求，服务端对请求进行应答。 DNS 一般采用 UDP 作为传输层协议, (TCP 也行) ，端口号是 53 。请求报文和应答报文均作为数据，搭载在 UDP 数据报中进行传输。 1.1 DNS 的由来IP的分配 IP 地址分配由互联网数字分配机构 IANA （Internet Assigned Numbers Authority）负责。 IANA 负责全球IP地址空间的分配和管理。然后，IANA 将IP地址块分配给五个地区 互联网注册管理机构（Regional Internet Registries，简称RIR） 非洲地区 AFRINIC亚太地区 APNIC美洲地区 ARIN拉丁美洲及加勒比地区 LACNIC欧洲地区 RIPE NCC目前正在使用的互联网协议 (IP) 地址有两种类型：IP 版本 4 (IPv4) 和 IP 版本 6 (IPv6) IPv4 协议 始于 1983 年IPv4 地址是 32 位数字通常以 点分十进制 表示法表示为 4 个八位字节（例如 192.0.2.53 ） IPv6 协议 始于 1999 年IPv6 地址是 128 位数字通常使用 十六进制 字符串表示（例如 2001 58 :29 ）
域名的分配 域名分配由 互联网名称与数字地址分配机构 ICANN （Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）负责。ICANN 是全球负责协调和管理互联网的非营利组织， 成立于 1998 年。ICANN 通过多个顶级域名注册管理机构（Domain Name Registries）和注册商（Registrars）来管理和分配顶级域名（例如.com、.org、.cn等）。 DNS DNS 的发展始于 1980 年左右，由保罗·摩兰（Paul Mockapetris）在 1983年设计和开发。他提出了一种分布式的命名系统，该系统将域名层次结构组织为树状结构，并使用不同级别的域名服务器来管理域名解析。这些域名服务器相互协作，通过递归查询和迭代查询的方式，将域名转换为对应的 IP 地址。 1.1 DNS 域名结构DNS 域名结构包括多个层级，从右向左逐级解析。 1.2 DNS 服务器DNS 实际上是一个分布式的数据库，域名的解析记录分布在世界各地的服务器上。 根 DNS 服务器顶级域名服务器权威域名服务器LocalDNS 本地域名服务器请求过程 一次 DNS 查询行为一般由递归查询和迭代查询协作完成。但是通常都会有缓存，就不会每次都这样请求 设备 -> LocalDNS 服务器（递归查询） 有缓存，直接返回 IP LocalDNS 服务器 -> DNS 根服务器（迭代查询） LocalDNS 服务器 DNS 顶级域名服务器（迭代查询） LocalDNS 服务器 DNS 权威域名服务器（迭代查询） LocalDNS 服务器 IP 报文 | | ___________ICMP_______________ [类型]---[代码]---[校验和] 32 位 -------------------------- [ ICMP 报文类型 ] 32 位 -------------------------- [ ICMP 数据部分 ] 取决于报文类型 ___________ICMP_______________ 2.3.3 ICMP 的报文类型 差错报文 3 => 终点不可达4 => 源点抑制5 => 改变路由 11 => 超时12 => 参数问题 询问报文 8 => Echo 请求0 => Echo 回答13 => Timestamp 请求14 => Timestamp 回答 2.4 ARP 协议❓ 那么当我们通过 DNS 知道某个域名对应的 IP ，那么当我们使用 ping 发送 ICMP 报文的时候，它又是如何找到对应主机的 MAC 物理地址。 实际上就是 ICMP 报文从 网络层 => 数据链路层的阶段。🌐 这就要有请 ARP 协议， ARP (Address Resolution Protocol) 地址解析协议 是一种用于根据主机的IP地址获取物理地址 MAC 地址 的协议。 ARP 协议工作在，网络层和数据链路层的，连接第二层和第三层。 2.4.1 为什么要扯到 ARP 协议 IP => MAC ，就是 ARP 的作用，也是网络中数据传输重要的一环在局域网中，当主机或其它三层网络设备，例如我们的 ping 有数据要发送给另一台主机或三层网络设备时，需要知道对方的 IP 地址。但是仅有 IP地址 是不够的，因为 IP报文 必须封装成帧才能通过物理链路层发送，因此发送方还需要知道接收方的 MAC 物理地址， 这就需要一个通过IP地址获取MAC物理地址的协议，以完成从 IP地址 到 MAC地址 的映射。 2.4.2 简单复习 MAC 物理地址📬 MAC (Media Access Control Address) 媒体访问控制地址，可以理解位网络设备的身份证号。MAC 地址也被称为 LAN 地址、物理地址、以太网地址等。 MAC 的格式MAC 地址是使用十六进制表示的。每个 MAC 地址由 12 个十六进制数字符号组成，通常用冒号或者连字符分隔开来。每个十六进制符号，表示4个二进制位，所以共计 48 位， 6 字节。 例如: 01:23:45 89:AB 01-23-45-67-89-AB
特殊的广播地址： FF-FF-FF-FF-FF-FF MAC 的分配 MAC 地址由 IEEE 统一管理与分配。 IEEE 的注册管理机构 RA 分配给厂商，分配时只分配前三个字节，后三个字节由各厂商自行分配。 理论上，一个网络设备中的网卡上的 MAC 地址是永久的。不同的网卡生产商从 IEEE 那里购买自己的 MAC 地址空间，也就是前 3 字节由 IEEE 统一管理，保证不会重复。而后 3 字节，由各家生产商自己管理，同样保证生产的两块网卡的 MAC 地址不会重复。 2.4.3 如何查看 ARP 缓存表？🕳 真是无处不在的缓存，毕竟通过广播寻址费时间，如果你设备本身就有 IP 和 MAC 的映射缓存，岂不是快一些。 每一个局域网内，每个网络设备都会维护自己的 ARP 高速缓存表。 ARP 表 三元组的形式存储Linux 中，可以采用 arp -n 查看当前 ARP 缓存的映射关系 ， Windows 下 采用 arp -a 查看。 arp 命令 内容 Address： IP 地址HWtype： 硬件类型，通常是”ether”表示以太网。HWaddress： MAC地址Flags： 标志位，常见的标志位有”C”表示已经完成ARP解析Mask： 子网掩码Iface： 接口名称 ~ # arp -n Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface 192.168.0.1 ether 00:11:22:33:44:55 C eth0 192.168.0.2 ether 66:77:88:99:aa:bb C eth1 192.168.0.3 ether cc:dd:ee:ff:00:11 C eth2 2.4.4 ARP 具体是如何寻址呢？前面铺垫这么久，也该来了解一下大致的寻址过程吧。 大概分别两种情况： 同一个局域网内 MAC 寻址从同一个局域网内到另一个局域网内的 MAC 寻址❗ 【注意】 ARP 是解决同一个局域网上的主机或者路由器的 IP 地址和 MAC 的映射 ARP报文 ARP 分组报文有两类，它们具有相同的格式，均包含了发送和接收的 IP 地址、发送和接收的 MAC 地址 一种是查询分组一种是响应分组
假如：IP 地址为 10.10.10.10 的主机 A，想要给同一局域网内的 IP 地址为 10.10.10.11 主机 B，发送 IP 数据报文 大致流程 ♻
经过上面的流程， 主机 A 和主机 B 双方本地的 ARP 映射表，都会记录对方的位置，下次可以直接获取 MAC 地址，构造链路层数据帧，来进行传输数据。 当然 关于 ARP 映射表的缓存时间，或者说生命周期也是有限制的，一般来说为 20 分钟。 🔱【因此】 ARP 协议是一个广播问询，单播响应协议 不同局域网内❗ 【注意】 ARP 是解决同一个局域网上的主机或者路由器的 IP 地址和 MAC 的映射 假如：主机 A 和 主机 B 在不同局域网内，中间经过一个或者多个路由器通信。 [主机 P] | [主机A] -> [路由器 R1] -> [路由器 R2] -> [主机 B] | | -- LAN1 （网1） --- | -- LAN2 （网2） --- | -- LAN3 （网3） --- | 由于 主机A 和 主机B 不在同一个局域网内，则主机A=>主机B 的IP数据报，交给同一局域网内 R1 转发主机A 和 R1 是网1 内，可以参考 同局域网内 ARP 解析，得到 R1 的 MAC 地址R1 从转发表中得到下一跳的 路由器 R2R1 和 R2 是网2 内，可以参考 同局域网内 ARP 解析，得到 R2 的 MAC 地址R2 转发 IP数据报，利用同样的方式，解析 主机B 的 MAC 地址从而让 IP 数据包交付给 主机B 总结 ARP 解析的几种情况
前面说了怎么用 ping， 域名需要通过 DNS 来找到 IP，知道了是向目的IP地址发送的是 ICMP 协议 的 ECHO 报文，并且从 三层网络层到二层链路层，是由 ARP 来把 IP地址 解析成真正的 MAC 物理地址，完成数据的请求。 那这里就简单总结一下 ping 的大致流程。 ♻ 主机 向 域名主机 发起 ping 请求 ① DNS 解析 例如 www.baidu.com主机查找本地 hosts 文件的 DNS 缓存，判断是否存在对应域名的IP 存在；可以退出 DNS 解析不存在；继续寻找 主机向本网络路由器发起请求，查找 路由DNS缓存 存在；可以退出 DNS 解析不存在；继续寻找 路由器向本地ISP（互联网提供商）的DNS服务器发起请求，查找 DNS服务器缓存 存在；可以退出 DNS 解析不存在；继续寻找 本地DNS服务器 向 根DNS服务器 发起请求 根DNS服务器，不能直接用于域名解析，但是可以指明下一步方向根DNS服务器 收到 本地DNS服务器 请求 发现是 .com 结尾，然后给了 .com 顶级DNS服务器的地址，指明下一步方向 本地DNS服务器 向 顶级DSN服务器 发起请求 顶级DSN服务器 给了 .baidu.com 权威DNS服务器的地址，指明下一步方向 本地DNS服务器 向 权威DNS服务器 发起请求 权威DNS服务器 查询了 www.baidu.com 的 IP 地址，然后返回给 本地DNS服务器 本地DNS服务器 给 主机返回对应域名的 IP 地址 over 拿到 IP 网段判定 主机通过子网掩码判断 请求的 IP 是否跨网段 ② 主机利用 ARP 根据 IP地址 求 MAC 地址 主机查看 ARP 高速缓存是否由 本网段的 路由器/网关 的 MAC 地址 不存在； 主机使用 ARP 解析协议获取到 本网段路由的MAC地址 存在； 获取本网段路由的 MAC 地址 【同一局域网】主机知道本网络的一个路由 MAC 地址主机构造数据报、封装数据帧 主机将 ICMP报文封装成IP数据报，IP数据报的源地址为主机的IP地址，目的地址是域名对应的IP地址；主机将IP数据报封装成MAC帧，MAC帧的源地址为主机的MAC地址，目的地址是路由器的MAC地址； 路由器收到 ICMP 报文，解析后发现 MAC 目的地址是自己， IP 地址是想要访问的目的 IP；【路由跳转，重复这个过程】路由器重新构造数据帧，进行转发 新数据帧：源MAC地址是路由器的，目的MAC地址是本网段的另一个路由的MAC地址 【最后一次 ARP 解析】 得到主机想要访问的IP地址对应的主机的MAC地址将ICMP报文封装成MAC帧发送给该域名主机 over 请求没问题 ③ 域名主机收到请求，然后进行响应 域名主机接收到主机发送的ICMP回送请求报文由于 ARP 解析的两方，会互相知道对方的 MAC 地址，域名主机也会进行响应域名主机将向本网络路由发送ICMP回送回答报文，同样的，也会经过刚才路由器进行转发…over 回答没问题 ④ 主机收到域名主机发送的 ICMP 回答报文 over 网络是连通可达的 3、Hosthost 一个用于执行 DNS 查找的简单实用程序。它通常用于将名称转换为 IP 地址，反之亦然。 host 本质上就是 DNS 查询过程，工作在 OSI 的 第七层应用层 ，就是通过运行在本地主机上的本地 DNS 解析器来执行查询操作。 依赖于本地 DNS 解析器和 DNS 服务器来解析域名。 3.1 host 使用文档 3.1.1 host 文档 命令格式 host [参数] [主机名或IP地址] 命令参数不同平台的 host , 可能参数略微不同，具体可以 host -h 来看使用说明。 用法: Usage: ping [-R] [-c count] [-i interval] [-s packetsize] [-t ttl] destination 选项: -R ：记录路由过程 -c count： 完成 count ICMP 请求和响应 -i interval: 间隔 interval 秒 后发送一次 ICMP 请求 -s packetsize ：设置发送数据包的大小 -t ttl: 限制数据包存活时间，可以跳转路由的次数，如果超过就会认为 loss -q : 不显示指令执行过程，开头和结尾的相关信息除外 用法： Usage: host [-aCdilrTvVw] [-c class] [-N ndots] [-t type] [-W time] [-R number] [-m flag] hostname [server] 选项： -a ：等效于 -v -t ANY ，以详细视图输出所有记录，包括任何类型的记录 -c ：指定非IN数据的查询类别 -C ：比较权威域名服务器上的SOA记录 -d ：等效于-v。打印出更详细的调试信息 -v : 启用详细输出。显示更多关于查询和响应的信息。 -m ：-m：设置内存调试标志（trace|record|usage） -N ：更改在进行根查找之前允许的点数 -r ：禁用递归处理，只查询本地配置的资源记录 -R ：指定UDP数据包的重试次数 -s ：如果收到SERVFAIL响应，则停止查询 -t ：指定查询的类型（如A、AAAA、MX、NS等 -T ：启用TCP/IP模式进行查询 -U ：启用UDP模式进行查询 -V : 输出版本号 -w ：指定永久等待回复 -W ：指定等待回复的时间 -4 ：仅使用IPv4进行查询 -6 ：仅使用IPv6进行查询 [server] ：想要利用非/etc/resolv.conf内的DNS主机来查询主机名与IP的对应时 3.1.2 使用 查看 host 命令版本 host -V ~ # host -V host 9.11.13-RedHat-9.11.13-6.el8_2.1 示例1： 最简单的使用方式 host + 域名 直接请求某个域名 host www.baidu.com # // 看一下微博的 ~ # host www.weibo.com # // 别名 www.weibo.com is an alias for weibo.com. # // 多个 IPV4 IP 地址 weibo.com has address 49.7.37.75 weibo.com has address 106.63.15.9 weibo.com has address 106.63.15.10 weibo.com has address 49.7.37.74 # // 多个 IPV6 IP 地址 weibo.com has IPv6 address 2400:89c0:1053:3::69 weibo.com has IPv6 address 2400:89c0:1150:3::11:79 weibo.com has IPv6 address 2400:89c0:1150:3::11:78 weibo.com has IPv6 address 2400:89c0:1053:3::68 # // weibo.com 的邮件服务器为 mx.sina.net，优先级为10 weibo.com mail is handled by 10 mx.sina.net. # // 看一下百度的 ~ # host www.baidu.com www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com. www.a.shifen.com has address 14.119.104.254 www.a.shifen.com has address 14.119.104.189 www.a.shifen.com has IPv6 address 240e:ff:e020:38:0:ff:b06d:569b www.a.shifen.com has IPv6 address 240e:ff:e020:37:0:ff:b08c:124f 示例2：指定 DNS Server 请求 例如 使用 Google DNS 8.8.8.8 host www.baidu.com 8.8.8.8发现返回的 IP 地址还不一样 # // 看一下百度的 ~ # host www.baidu.com 8.8.8.8 Using domain server: Name: 8.8.8.8 Address: 8.8.8.8#53 Aliases: www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com. www.a.shifen.com has address 157.148.69.74 www.a.shifen.com has address 157.148.69.80 www.a.shifen.com has IPv6 address 2408:8756:c52:5016:0:ff:b09d:48ab www.a.shifen.com has IPv6 address 2408:8756:c52:5013:0:ff:b03b:239c www.a.shifen.com is an alias for www.wshifen.com. 那你如何查看默认的 DNS 服务器 cat /etc/resolv.conf当计算机需要解析一个域名时，会首先查看本地的 /etc/resolv.conf 文件，根据其中的DNS服务器地址去尝试解析对应的域名。 如果第一个DNS服务器无法解析，则会尝试下一个DNS服务器，直到找到能够解析域名的DNS服务器为止。 ~ # cat /etc/resolv.conf # Your system has been configured with 'manage-resolv-conf' set to true. # As a result, cloud-init has written this file with configuration data # that it has been provided. Cloud-init, by default, will write this file # a single time (PER_ONCE). # nameserver 223.5.5.5 nameserver 180.76.76.76 nameserver 119.29.29.29 nameserver 114.114.114.114 示例3：反向解析 IP并不是所有 IP 都能反解析成功，可能该IP地址没有设置PTR记录、PTR记录尚未生效或者PTR记录被错误地配置，等 例如 请求谷歌的 IP host 74.86.151.162 ~ # host www.google.com 8.8.8.8 Using domain server: Name: 8.8.8.8 Address: 8.8.8.8#53 Aliases: www.google.com has address 202.160.128.210 www.google.com has IPv6 address 2001::c085:4d85 www.google.com has address 74.86.151.162 # // 尝试请求一个 IP ~ # host 74.86.151.162 162.151.86.74.in-addr.arpa domain name pointer a2.97.564a.ip4.static.sl-reverse.com. 示例4：-t 指定查询的类型 host -t SOA baidu.com 域名的授权信息 主服务器（Primary Name Server）：指定负责管理该域名的主DNS服务器的域名串行号（Serial Number）：一个序列号，用于标识DNS区域文件的版本刷新时间（Refresh Interval）：指定辅助服务器多久应该从主服务器获取一次区域文件的更新重试时间（Retry Interval）：指定辅助服务器在无法连接到主服务器时，多久后应该再次尝试连接过期时间（Expire Interval）：指定辅助服务器可以继续使用过期的区域文件的时间长度默认生存时间（Minimum TTL）：指定缓存DNS服务器应该将SOA记录保留多长时间 host -t MX baidu.com 指定邮件服务器的地址host -t A baidu.com 解析到 IPV4host -t AAAA www.baidu.com 解析到 IPV6host -t NS baidu.com 指定域名服务器的地址 ~ # host -t SOA www.baidu.com www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com. ~ # host -t SOA baidu.com baidu.com has SOA record dns.baidu.com. sa.baidu.com. 2012147390 300 300 2592000 7200 ~ # host -t MX baidu.com baidu.com mail is handled by 10 mx.maillb.baidu.com. baidu.com mail is handled by 20 usmx01.baidu.com. baidu.com mail is handled by 20 mx1.baidu.com. baidu.com mail is handled by 20 jpmx.baidu.com. baidu.com mail is handled by 20 mx50.baidu.com. baidu.com mail is handled by 15 mx.n.shifen.com. ~ # host -t A baidu.com baidu.com has address 110.242.68.66 baidu.com has address 39.156.66.10 ~ # host -t AAAA baidu.com baidu.com has no AAAA record ~ # host -t AAAA www.baidu.com www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com. www.a.shifen.com has IPv6 address 240e:ff:e020:38:0:ff:b06d:569b www.a.shifen.com has IPv6 address 240e:ff:e020:37:0:ff:b08c:124f ~ # host -t NS baidu.com baidu.com name server ns7.baidu.com. baidu.com name server dns.baidu.com. baidu.com name server ns3.baidu.com. baidu.com name server ns4.baidu.com. baidu.com name server ns2.baidu.com. 示例5：-v 显示请求的详细内容 ~ # host -v www.baidu.com # 对域名www.baidu.com进行了查询 Trying "www.baidu.com" # HEADER部分显示了查询的相关信息，包括操作码（opcode）、状态（status）、标识符（id）以及标志（flags） ;; ->>HEADERHEADERHEADERHEADERHEADER |
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