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PRF:20180609 Anatomy of a Linux DNS Lookup - Part I.md

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translated/tech/20180609 Anatomy of a Linux DNS Lookup - Part I.md
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@ -1,49 +1,37 @@
Linux DNS 查询剖析 – 第一部分 Linux DNS 查询剖析（第一部分）
============================================================ ======
我经常与虚拟机集群打交道（[文1][3], [文2][4], [文3][5], [文4][6], [文5][7], [文6][8]），期间花费了大量时间试图掌握 [DNS 查询][9]的工作原理。遇到问题时，我有时只是不求甚解的使用 StackOverflow 上的“解决方案”；甚至那些“解决方案”有时并不工作。 我经常与虚拟机集群打交道（[文1][3]、[文2][4]、[文3][5]、[文4][6]、[文5][7]、[文6][8]），因此最终花费了大量时间试图掌握 [DNS 查询][9]的工作原理。遇到问题时，我只是不求甚解的使用 StackOverflow 上的“解决方案”，而不知道它们为什么有时工作，有时不工作。
最终我决定改变这种情况，决定一并找出所有问题的原因。我没有在网上找到完整手册或类似的其它东西，我问过一些同事，他们也是如此。 最终我对此感到了厌倦，决定一并找出所有问题的原因。我没有在网上找到完整的指南，我问过一些同事，他们不知所以然（或许是问题太具体了）。
既然如此，我开始自己写这样的手册。 既然如此，我开始自己写这样的手册。
_如果你在找第二部分, 点击 [这里][1]_ 结果发现，“Linux 执行一次 DNS 查询”这句话的背后有相当多的工作。
结果发现，“Linux 执行一次 DNS 查询”的背后有相当多的工作。
* * *
![linux-dns-0](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-0.png?w=121) ![linux-dns-0](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-0.png?w=121)
_“究竟有多难呢？”_ _“究竟有多难呢？”_
* * * **本系列文章试图将 Linux 主机上程序获取（域名对应的） IP 地址的过程及期间涉及的组件进行分块剖析。**如果不理解这些块的协同工作方式，调试解决 `dnsmasq`、`vagrant landrush` 和 `resolvconf` 等相关的问题会让人感到眼花缭乱。
本系列文章试图将 Linux 主机上程序获取（域名对应的） IP 地址的过程及期间涉及的组件进行分块剖析。如果不理解这些块的协同工作方式，调试并解决 `dnsmasq`，`vagrant landrush` 和 `resolvconf` 等相关的问题会让人感到眼花缭乱。 同时这也是一份有价值的说明，指出原本很简单的东西是如何随着时间的推移变得相当复杂。在弄清楚 DNS 查询的原理的过程中，我了解了大量不同的技术及其发展历程。
同时这也是一份有价值的说明，指出原本很简单的东西可以如何随着时间的推移变得相当复杂。在弄清楚 DNS 查询的原理的过程中，我了解了大量不同的技术及其发展历程。
我甚至编写了一些[自动化脚本][10]，可以让我在虚拟机中进行实验。欢迎读者参与贡献或勘误。 我甚至编写了一些[自动化脚本][10]，可以让我在虚拟机中进行实验。欢迎读者参与贡献或勘误。
请注意，本系列主题并不是“DNS 工作原理”，而是与查询 Linux 主机配置的真实 DNS 服务器（这里假设查询了 DNS 服务器，但后面你会看到有时并不需要查询）相关的内容，以及如何确定使用哪个查询结果，或者何时使用其它方式确定 IP 地址。 **请注意，本系列主题并不是“DNS 工作原理”**，而是与查询 Linux 主机配置的真实 DNS 服务器（这里假设查询了一台 DNS 服务器，但后面你会看到有时并不需要）相关的内容，以及如何确定使用哪个查询结果，或者如何使用其它方式确定 IP 地址。
* * *
### 1) 其实并没有名为“DNS 查询”的系统调用 ### 1) 其实并没有名为“DNS 查询”的系统调用
* * *
![linux-dns-1](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-1.png?w=121) ![linux-dns-1](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-1.png?w=121)
_工作方式并非如此_ _工作方式并非如此_
* * * **首先要了解的一点是，Linux 上并没有一个单独的方法可以完成 DNS 查询工作**；没有一个有这样的明确接口的核心<ruby>系统调用<rt>system call</rt></ruby>。
首先要了解的一点是，Linux 上并没有一个单独的方法可以完成 DNS 查询工作；至少没有如此<ruby>明确接口<rt>clean interface</rt></ruby>的核心<ruby>系统调用<rt>system call</rt></ruby>。 不过，有一个标准 C 库函数调用 [`getaddrinfo`][2]，不少程序使用了该调用；但不是所有程序或应用都使用该调用！
有一个标准 C 库函数调用 `[getaddrinfo][2]`，不少程序使用了该调用；但不是所有程序或应用都使用该调用！ 让我们看一下两个简单的标准程序：`ping` 和 `host`：
我们只考虑两个简单的标准程序：`ping` 和 `host`：
``` ```
root@linuxdns1:~# ping -c1 bbc.co.uk | head -1 root@linuxdns1:~# ping -c1 bbc.co.uk | head -1
@ -100,17 +88,15 @@ google.com has address 216.58.204.46
下面我们依次查看这两个 `.conf` 扩展名的文件。 下面我们依次查看这两个 `.conf` 扩展名的文件。
* * *
### 2) NSSwitch 与 `/etc/nsswitch.conf` ### 2) NSSwitch 与 `/etc/nsswitch.conf`
我们已经确认应用可以自主决定选用哪个 DNS 服务器。很多应用（例如 `ping`）通过配置文件 `/etc/nsswitch.conf` （根据具体实现 (*)）参考 NSSwitch 完成选择。 我们已经确认应用可以自主决定选用哪个 DNS 服务器。很多应用（例如 `ping`）通过配置文件 `/etc/nsswitch.conf` （根据具体实现[^1] ）参考 NSSwitch 完成选择。
###### (*) ping 实现的变种之多令人惊叹。我 _不_ 希望在这里讨论过多。 [^1]: `ping` 实现的变种之多令人惊叹。我 _不_ 希望在这里讨论过多。
NSSwitch 不仅用于 DNS 查询，例如，还用于密码与用户信息查询。 NSSwitch 不仅用于 DNS 查询，例如，还用于密码与用户信息查询。
NSSwitch 最初是 Solaris OS 的一部分，可以让应用无需将查询所需的文件或服务硬编码，而是在其它集中式的、无需应用开发人员管理的配置文件中找到。 NSSwitch 最初是 Solaris OS 的一部分，可以让应用无需硬编码查询所需的文件或服务，而是在其它集中式的、无需应用开发人员管理的配置文件中找到。
下面是我的 `nsswitch.conf`： 下面是我的 `nsswitch.conf`：
@ -130,12 +116,13 @@ netgroup:       nis
我们需要关注的是 `hosts` 行。我们知道 `ping` 用到 `nsswitch.conf` 文件，那么我们修改这个文件（的 `hosts` 行），看看能够如何影响 `ping`。 我们需要关注的是 `hosts` 行。我们知道 `ping` 用到 `nsswitch.conf` 文件，那么我们修改这个文件（的 `hosts` 行），看看能够如何影响 `ping`。
#### 修改 `nsswitch.conf`， `hosts` 行仅保留 `files`
* ### 修改 `nsswitch.conf`， `hosts` 行仅保留 `files`
如果你修改 `nsswitch.conf`，将 `hosts` 行仅保留 `files`： 如果你修改 `nsswitch.conf`，将 `hosts` 行仅保留 `files`：
`hosts: files` ```
hosts: files
```
此时， `ping` 无法获取 google.com 对应的 IP 地址： 此时， `ping` 无法获取 google.com 对应的 IP 地址：
@ -161,11 +148,13 @@ google.com has address 216.58.206.110
毕竟如我们之前看到的那样，`host` 不受 `nsswitch.conf` 影响。 毕竟如我们之前看到的那样，`host` 不受 `nsswitch.conf` 影响。
* ### 修改 `nsswitch.conf`， `hosts` 行仅保留 `dns` #### 修改 `nsswitch.conf`， `hosts` 行仅保留 `dns`
如果你修改 `nsswitch.conf`，将 `hosts` 行仅保留 `dns`： 如果你修改 `nsswitch.conf`，将 `hosts` 行仅保留 `dns`：
`hosts: dns` ```
hosts: dns
```
此时，google.com 的解析恢复正常： 此时，google.com 的解析恢复正常：
@ -184,13 +173,9 @@ ping: unknown host localhost
下图给出默认 NSSwitch 中 `hosts` 行对应的查询逻辑： 下图给出默认 NSSwitch 中 `hosts` 行对应的查询逻辑：
* * *
![linux-dns-2 (1)](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-2-11.png?w=525) ![linux-dns-2 (1)](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/06/linux-dns-2-11.png?w=525)
_我的 `hosts:` 配置是 `nsswitch.conf` 给出的默认值_ _我的 `hosts:` 配置是 `nsswitch.conf` 给出的默认值_
* * *
### 3) `/etc/resolv.conf` ### 3) `/etc/resolv.conf`
@ -221,16 +206,16 @@ $ ping -c1 google.com
ping: unknown host google.com ping: unknown host google.com
``` ```
解析失败了，这是因为没有可用的 nameserver (*)。 解析失败了，这是因为没有可用的名字服务器 [^2]。
[^2]: 另一个需要注意的地方： `host` 在没有指定 nameserver 的情况下会尝试 127.0.0.1:53。
###### * 另一个需要注意的地方： `host` 在没有指定 nameserver 的情况下会尝试 127.0.0.1:53。
该文件中还可以使用其它选项。例如，你可以在 `resolv.conf` 文件中增加如下行： 该文件中还可以使用其它选项。例如，你可以在 `resolv.conf` 文件中增加如下行：
``` ```
search com search com
``` ```
然后执行 `ping google` （不写 `.com`） 然后执行 `ping google` （不写 `.com`）
``` ```
@ -248,10 +233,9 @@ PING google.com (216.58.204.14) 56(84) bytes of data.
* 操作系统中并不存在“DNS 查询”这个系统调用 * 操作系统中并不存在“DNS 查询”这个系统调用
* 不同程序可能采用不同的策略获取名字对应的 IP 地址 * 不同程序可能采用不同的策略获取名字对应的 IP 地址
* 例如, `ping` 使用 `nsswitch`，后者进而使用（或可以使用） `/etc/hosts`，`/etc/resolv.conf` 以及主机名得到解析结果 * 例如, `ping` 使用 `nsswitch`，后者进而使用（或可以使用） `/etc/hosts`、`/etc/resolv.conf` 以及主机名得到解析结果
* `/etc/resolv.conf` 用于决定： * `/etc/resolv.conf` 用于决定：
* 查询什么地址（LCTT 译注：这里可能指 search 带来的影响） * 查询什么地址（LCTT 译注：这里可能指 `search` 带来的影响）
* 使用什么 DNS 服务器执行查询 * 使用什么 DNS 服务器执行查询
如果你曾认为 DNS 查询很复杂，请跟随这个系列学习吧。 如果你曾认为 DNS 查询很复杂，请跟随这个系列学习吧。
@ -262,7 +246,7 @@ via: https://zwischenzugs.com/2018/06/08/anatomy-of-a-linux-dns-lookup-part-i/
作者：[dmatech][a] 作者：[dmatech][a]
译者：[pinewall](https://github.com/pinewall) 译者：[pinewall](https://github.com/pinewall)
校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) 校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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