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Linux DNS 查询剖析（第二部分）
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在 [Linux DNS 查询剖析 - 第一部分][1] 中，我介绍了：
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* `nsswitch`
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* `/etc/hosts`
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* `/etc/resolv.conf`
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* `ping` 与 `host` 查询方式对比
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并且发现大多数程序选择要查询的 DNS 服务器时会参考 `/etc/resolv.conf` 配置文件。
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这种方式在 Linux 上比较普遍[^1]。虽然我使用了特定的发行版 Ubuntu，但背后的原理与 Debian 甚至是那些基于 CentOS 的发行版有相通的地方；当然，与更低或更高的 Ubuntu 版本相比，差异还是存在的。
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[^1]: 事实上，这是相对于 POSIX 标准的，故不限于 Linux （我从上一篇文章的一条极好的[回复][2]中了解到这一点）
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也就是说，接下来，你主机上的行为很可能与我描述的不一致。
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在第二部分中，我将介绍 `resolv.conf` 的更新机制、`systemctl restart networking` 命令的运行机制 ，以及 `dhclient` 是如何参与其中。
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### 1) 手动更新 /etc/resolv.conf
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我们知道 `/etc/resolv.conf` （有极大的可能性）被用到，故你自然可以通过该文件增加一个 `nameserver`，那么主机也将会（与已有的 `nameserver` 一起）使用新加入的 `nameserver` 吧？
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你可以尝试如下：
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```
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$ echo nameserver 10.10.10.10 >> /etc/resolv.conf
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```
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看上去新的 `nameserver` 已经加入：
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```
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# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
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# DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
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nameserver 10.0.2.3
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search home
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nameserver 10.10.10.10
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```
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但主机网络服务重启后问题出现了：
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```
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$ systemctl restart networking
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$ cat /etc/resolv.conf
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# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
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# DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
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nameserver 10.0.2.3
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search home
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```
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我们的 `10.10.10.10` 的 `nameserver` 不见了！
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在上一篇文章中我们忽略了这一点，本文进行补充说明。
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### 2) resolvconf
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你在 `/etc/resolv.conf` 文件中看到 `generated by resolvconf` 词组了吧？这就是我们的线索。
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如果深入研究 `systemctl restart networking` 命令，你会发现它做了很多事情，结束时调用了 `/etc/network/if-up.d/000resolvconf` 脚本。在该脚本中，可以发现一次对 `resolvconf` 命令的调用：
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```
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/sbin/resolvconf -a "${IFACE}.${ADDRFAM}"
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```
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稍微研究一下 man 手册，发现`-a` 参数允许我们：
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```
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Add or overwrite the record IFACE.PROG then run the update scripts
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if updating is enabled.
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```
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（增加或覆盖 IFACE.PROG 记录，如果开启更新选项，则运行更新脚本）
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故而也许我们可以直接调用该命令增加 `namserver`：
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```
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echo 'nameserver 10.10.10.10' | /sbin/resolvconf -a enp0s8.inet
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```
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测试表明确实可以！
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```
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$ cat /etc/resolv.conf | grep nameserver
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nameserver 10.0.2.3
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nameserver 10.10.10.10
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```
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是否已经找到答案，这就是 `/etc/resolv.conf` 更新的逻辑？调用 `resolvconf` 将 `nameserver` 添加到某个地方的数据库，然后（“如果配置了更新”，先不管具体什么含义）更新 `resolv.conf` 文件。
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并非如此。
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```
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$ systemctl restart networking
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root@linuxdns1:/etc# cat /etc/resolv.conf
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# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
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# DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
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nameserver 10.0.2.3
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search home
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```
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呃！（网络服务重启后）新增的 `nameserver` 再次消失了。
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可见，`systemctl restart networking` 不仅仅运行了 `resolvconf`，还在其它地方获取 `nameserver` 信息。具体是哪里呢？
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### 3) ifup/ifdown
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继续深入研究 `systemctl restart networking`，发现它完成了一系列工作：
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```
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cat /lib/systemd/system/networking.service
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[...]
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[Service]
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Type=oneshot
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EnvironmentFile=-/etc/default/networking
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ExecStartPre=-/bin/sh -c '[ "$CONFIGURE_INTERFACES" != "no" ] && [ -n "$(ifquery --read-environment --list --exclude=lo)" ] && udevadm settle'
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ExecStart=/sbin/ifup -a --read-environment
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ExecStop=/sbin/ifdown -a --read-environment --exclude=lo
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[...]
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```
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首先，网络服务的重启实质是运行一个<ruby>单触发<rt>oneshot</rt></ruby>的脚本，脚本包含如下命令：
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```
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/sbin/ifdown -a --read-environment --exclude=lo
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/bin/sh -c '[ "$CONFIGURE_INTERFACES" != "no" ] && [ -n "$(ifquery --read-environment --list --exclude=lo)" ] && udevadm settle'
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/sbin/ifup -a --read-environment
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```
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第一行使用 `ifdown` 关闭全部的网络接口，但<ruby>本地回环<rt>local, lo</rt></ruby>接口除外。[^2]
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[^2]: 我不明白为何这没有导致我例子中的 vagrant 会话中断 （有谁明白吗？）。
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（LCTT 译注：其实这是因为很快就又启动了接口，间隔的时间没有超过 TCP 连接的超时时间，有人在评论中也做了类似回复）
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第二行用于确认系统已经完成关闭网络接口相关的全部工作，以便下一步使用 `ifup` 启动接口。这也让我们了解到，网络服务实质运行的就是 `ifdown` 和 `ifup`。
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文档中没有找到 `--read-environment` 参数的说明，该参数为 `systemctl` 正常工作所需。很多人以文档不完善为由不喜欢 `systemctl`。
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很好。那么 `ifup` （和其成对出现的 `ifdown`） 到底做了哪些工作呢？长话短说，它运行了 `/etc/network/if-pre-up.d/` 和 `/etc/network/if-up.d/` 目录下的全部脚本；期间，这些脚本也可能会调用另外的脚本，依此类推。
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其中一件工作就是运行了 `dhclient`，但我还不完全确定具体的机理，也许 `udev` 参与其中。
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### 4) dhclient
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`dhclient` 是一个程序，用于与 DHCP 服务器协商对应网络接口应该使用的 IP 地址的详细信息。同时，它也可以获取可用的 DNS 服务器并将其替换到 `/etc/resolv.conf` 中。
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让我们开始跟踪并模拟它的行为，但仅在我实验虚拟机的 `enp0s3` 接口上。事先已经删除 `/etc/resolv.conf` 文件中的 nameserver 配置：
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```
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$ sed -i '/nameserver.*/d' /run/resolvconf/resolv.conf
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$ cat /etc/resolv.conf | grep nameserver
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$ dhclient -r enp0s3 && dhclient -v enp0s3
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Killed old client process
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Internet Systems Consortium DHCP Client 4.3.3
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Copyright 2004-2015 Internet Systems Consortium.
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All rights reserved.
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For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/
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Listening on LPF/enp0s8/08:00:27:1c:85:19
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Sending on LPF/enp0s8/08:00:27:1c:85:19
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Sending on Socket/fallback
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DHCPDISCOVER on enp0s8 to 255.255.255.255 port 67 interval 3 (xid=0xf2f2513e)
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DHCPREQUEST of 172.28.128.3 on enp0s8 to 255.255.255.255 port 67 (xid=0x3e51f2f2)
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DHCPOFFER of 172.28.128.3 from 172.28.128.2
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DHCPACK of 172.28.128.3 from 172.28.128.2
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bound to 172.28.128.3 -- renewal in 519 seconds.
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$ cat /etc/resolv.conf | grep nameserver
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nameserver 10.0.2.3
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```
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可见这就是 `nameserver` 的来源。
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但稍等一下，命令中的 `/run/resolvconf/resolv.conf` 是哪个文件，不应该是 `/etc/resolv.conf` 吗？
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事实上，`/etc/resolv.conf` 并不一定只是一个普通文本文件。
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在我的虚拟机上，它是一个软链接，指向位于 `/run/resolvconf` 目录下的“真实文件”。这也暗示了我们，该文件是在系统启动时生成的；同时，这也是该文件注释告诉我们不要直接修改该文件的原因。
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（LCTT 译注：在 CentOS 7 中，没有 `resolvconf` 命令，`/etc/resolv.conf` 也不是软链接）
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假如上面命令中 `sed` 命令直接处理 `/etc/resolv.conf` 文件，效果是不同的，会有警告消息告知待操作的文件不能是软链接（`sed -i` 无法很好的处理软链接，它只会创建一个新文件）。
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（LCTT 译注：CentOS 7 测试时，`sed -i` 命令操作软链接并没有警告，但确实创建了新文件取代软链接）
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如果你继续深入查看配置文件 `/etc/dhcp/dhclient.conf` 的 `supersede` 部分，你会发现 `dhclient` 可以覆盖 DHCP 提供的 DNS 服务器。
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_（大致）准确的关系图_
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* * *
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### 第二部分的结束语
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第二部分到此结束。信不信由你，这是一个某种程度上简化的流程版本，但我尽量保留重要和值得了解的部分，让你不会感到无趣。大部分内容都是围绕实际脚本的运行展开的。
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但我们的工作还没有结束，在第三部分，我们会介绍这些之上的更多层次。
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让我们简要列出我们已经介绍过的内容：
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* `nsswitch`
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* `/etc/hosts`
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* `/etc/resolv.conf`
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* `/run/resolvconf/resolv.conf`
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* `systemd` 和网络服务
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* `ifup` 和 `ifdown`
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* `dhclient`
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* `resolvconf`
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via: https://zwischenzugs.com/2018/06/18/anatomy-of-a-linux-dns-lookup-part-ii/
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作者：[ZWISCHENZUGS][a]
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译者：[pinewall](https://github.com/pinewall)
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校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]:https://zwischenzugs.com/
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[1]:https://linux.cn/article-9943-1.html
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[2]:https://zwischenzugs.com/2018/06/08/anatomy-of-a-linux-dns-lookup-part-i/#comment-2312
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