结合Web站点,分析DNS工作原理的实践与思考

摘要：本文用理论和实践相结合的方式，介绍如何通过对Web站点的分析，帮助理解DNS服务器的工作原理，并通过“WEB站点设置”和“DNS服务器设置”两个实验，帮助学生理解IP地址和域名之间的映射关系。

关键词：DNS服务器;Web站点;域名;IP地址

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）09-0084-03

从事计算机网络教学的教师，特别是年轻教师，大部分都习惯按教材的章节顺序或者内容的分类进行教学，对那些表面上看起来关联不大，而实际应用上却紧密结合在一起的内容往往疏于思考。有一些知识点，如果单独讲述，不管你怎么去解释，效果总是不尽如人意，学生或一知半解，或理解得不够透彻。若根据实际应用需要，把一些相关内容融合在一起进行授课，会有意想不到的效果。例如，《DNS服务器设置》这节内容，学生普遍对DNS的作用以及IP地址和域名的之间关系难以理解，对连接Internet时为什么一定要设置DNS服务器IP地址理解不透彻。怎样才能让学生更好地理解？下面是笔者的一些体会和做法。

● 分析DNS服务器的作用及IP地址与域名的关系

在Internet上，计算机之间的TCP/IP通信是通过IP地址来进行的。而IP地址通常采用点分十进制的数字表示，这给记忆IP地址带来了难度。在网络中每一台计算机（主机）都独立分配了IP地址，它们可以通过IP地址找到终端并与之通信。但是，当网络的规模较大时，使用IP地址就不太方便了，所以，便出现主机名（Host Name）与IP地址之间的一种对应解决方案，可以通过使用形象易记的主机名而非IP地址进行网络访问，这比单纯使用IP地址显然方便得多。DNS（Domain Name System）即域名系统，使网络中的客户端可以使用友好的名称来访问Internet或局域网中的计算机。其实，这种解决方案中使用了解析的概念和原理，单独通过主机名是无法建立网络连接的，只有通过DNS服务器的解析过程，在主机名与IP地址之间建立了映射关系后，才可以通过主机名间接地通过IP地址建立网络连接。DNS的工作任务是域名与IP地址之间进行映射，DNS解析过程如图1所示。

大家通常利用域名（www.21cn.com;www.baidu.com;www.sina.com.cn等）上网浏览网页，其实这些域名本身是不可以访问网站的，它必须通过DNS服务器解析成IP地址后才能访问到网站。

用一介形象的比喻来说明DNS的功能：当你用手机给“张三”打电话时，你会在手机电话簿找到“张三”并拨出电话，这时的“张三”就类似域名，11位数的电话号码就类似于IP地址，这时“张三”和电话号码就在你手机上建立了一一对应的映射关系。由此可以看出，电话号码簿的功能便是建立姓名与电话号码之间的映射关系，DNS的功能类似电话号码簿。

● 理解使用主机名（域名）比直接使用IP地址的好处

（1）域名便于记忆，如笔者所在学校网站的IP地址是221.4.151.160，几乎所有浏览该网站的用户都是使用www.fshc.net来访问，而并非使用IP地址来访问。

（2）数字形式的IP地址可能会由于各种原因而改变，而域名可以保持不变，如新浪网域名为www.sina.com.cn，IP地址为202.106.184.200。这个IP地址可能已经多次更改，但不管IP地址怎样改变都不会给用户访问该网站造成影响，因為用户只知道域名。

● 分析DNS服务器的工作过程

DNS的主要工作就是实现计算机名和IP地址的相互转换，这也是域名与IP地址相互解析的过程。域名解析是查找已注册的计算机名或服务器名以便得到相应的IP地址，或者根据IP地址查找已注册的计算机名或者服务器名。DNS是一个分布式数据库系统，它提供将域名转换成对应IP地址的信息，这种把名称转换成IP地址的方法又称为名称解析。

客户端通过DNS解析得到目标计算机的IP地址后，就可以建立客户端与目标计算机的通信连接，或者通过一个或几个路由器实现远程网络间甚至是Internet上的通信。DNS服务器完成计算机名与IP地址解析的过程如图2所示。

主机1通过域名或主机名访问主机3，先要向DNS服务器查询主机3的IP地址，获取主机3的IP地址后才能通过IP地址访问主机1。

● 利用实验，结合Web站点来分析DNS服务器的作用

以上三点，笔者只是从理论上讲述了DNS的功能和工作原理，但实际应用中DNS怎样把域名解析成IP地址，学生还不十分理解。为了让学生更好地理解DNS服务器，教师利用实验对DNS进行分析，但如果只做《DNS服务器设置》这个实验，在现实生活中IP地址和域名的映射关系就很难对应起来。要想更好地理解DNS服务器的域名解析功能，教师可以结合《IIS的Web站点设置》的内容对DNS服务器进行分析。以下介绍在Windows Server操作系统中的一些具体做法。

1.部署好实验环境，设置主机的IP地址，为设置Web站点和NDS服务器做准备

一台Windows Server操作系统的主机作为DNS服务器，两台Windows Server操作系统作为Web服务器，一台以上的Windows系统作为Web客户机，在每台主机上设置好IP地址，并将“Web客户B”上的DNS设置为“DNS服务器”的IP（172.18.2.2）。具体网络拓扑和IP地址设置如图3所示。

2.先建立个人的Web站点，让学生明白IP地址是访问网站的最直接方式

如图3，在“Web服务器-A”和“Web服务器-B”两台主机上设置好Web站点，我们在“Web客户机A”或其他任何一台主机打开IE浏览器，在地址栏输入http：//172.18.2.2和 http：//172.18.2.3都可以成功显示Web服务器发布的网站，这表示，IP地址是访问网站最直接的方式。

但是，上网时都是使用域名来访问网站的，如何用域名代替IP地址上网？前面讲述过，要用域名代替IP地址，必须由DNS服务器对域名进行解析。通常情况下，每一个网络都至少有一台DNS服务器，用于维护本域的名称映射数据库记录或资源记录，当客户机请求名称解析时，DNS服务器在记录中检查和域名对应的IP地址，并告诉客户机该域名对应的IP地址。例如，笔者想用一个自己喜欢的域名（www.abc123.com和bbb.abc123.com）代替IP地址172.18.2.2和172.18.2.3访问Web服务器站点，该怎么做呢？

3.设置DNS服务器，建立域名与IP地址的映射关系

（1）在Windows Server上安装DNS服务

①双击“控制面板”中的“添加/删除程序”图标进入“添加/删除程序”窗口，点击左下方的“添加/删除Windows组件”按钮，找到“网络服务”。

②单击“详细信息”按钮进入“网络服务”选项对话框，在“域名系统（DNS）”前的方框内打“√”确定完成安装。

（2）建立域名映射IP地址的主机记录

①打开DNS控制台：选“开始菜单→程序→管理工具→DNS”。

②建立“abc123.com”域名：选“DNS→正向搜索区域→右键→新建区域”，然后根据提示选“标准主要区域”、在“名称”处输入“abc123.com”后完成域名设置。

③建立“www”主机：选“abc123.com→右键→新建主机”，出现“新建主机”对话框，在“名称”中输入主机记录名称www，在“IP地址”中输入此主机的IP地址“172.18.2.2”。在“创建相关的指针（PTR）记录”前方框内打上“√”，系统会在反向中创建指针记录。

④重复③操作，建立“bbb”主机，对应主机IP地址为172.18.2.3。完成DNS服务器设置后，在DNS服务器中可清晰看到域名和IP地址的映射关系（www.abc123.com →172.18.2.2;bbb.abc123.com→ 172.18.2.3）。

4.用域名代替IP地址访问Web站点，证明域名必须被DNS服务器解析成IP地址后才有意义

完成DNS服务器设置后，在“Web客户机”（不设置DNS服务器IP地址时）用域名www.abc123.com或bbb.abc123.com访问Web服务器网站，显示无法访问网站，原因是“Web客户机”没有设置DNS服务器的IP地址，域名www.abc123.com和bbb.abc123.com并没有通过DNS服务器转换成相应的IP地址，此时的域名只是毫无意义的字符串而已，无法正常访问网站。

在“Web客户机”设置好“首选DNS服务器”的IP地址后，用nslookup命令进行解析，看能否成功解析域名和IP地址的对应关系，再在IE浏览器中输入www.abc123.com或bbb.abc123.com访问Web服务器网站，则可以和IP地址一样正常访问Web站点的网页。从这里可以说明，域名是要通过DNS服务器解析成IP地址后才能访问网站的，它本身只是一个对应于IP地址的用于在互聯网上标识机器的有意义的字符串，它比起IP地址而言就更形象也更容易记忆。其工作过程如图4所示。

● 结语

对教师而言，有效地整合教学内容，是教师灵活应用教材的重要手段。实践证明，把“Web站点设置”和“DNS服务器设置”两个实验有机地结合，能更好地帮助学生理解DNS的工作原理，更容易理解域名和IP地址的映射关系以及DNS服务器在其中的作用，从而提高学生理论与实际操作的综合能力。

参考文献：

[1]刘晓辉.网络服务搭建、配置与管理大全（Windows版）[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]周国添.高级局域网管理员认证实验指导[M].广州：广东科技出版社，2004.

[3]陈启浓.网络服务器配置与管理项目教程[M].北京：科学出版社，2015.