全球?yàn)楹沃挥?3臺(tái)DNS根服務(wù)器，13 個(gè) IP

平時(shí)我們進(jìn)行域名解析所用到的DNS服務(wù)器，是面對(duì)客戶的一線服務(wù)器。

DNS服務(wù)器是(Domain Name System或者Domain Name Service)域名系統(tǒng)或者域名服務(wù)，域名系統(tǒng)為Internet上的主機(jī)分配域名地址和IP地址。

用戶使用域名地址，該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)把域名地址轉(zhuǎn)為IP地址。域名服務(wù)是運(yùn)行域名系統(tǒng)的Internet工具。執(zhí)行域名服務(wù)的服務(wù)器稱之為DNS服務(wù)器，通過DNS服務(wù)器來應(yīng)答域名服務(wù)的查詢。

在服務(wù)器家族里還有一種叫做“DNS根服務(wù)器”的服務(wù)器。

全球共有13臺(tái)根域名服務(wù)器。這13臺(tái)根域名服務(wù)器中名字分別為“A”至“M”，其中10臺(tái)設(shè)置在美國(guó)，另外各有一臺(tái)設(shè)置于英國(guó)、瑞典和日本。

根服務(wù)器主要用來管理互聯(lián)網(wǎng)的主目錄，全世界只有13臺(tái)。

1個(gè)為主根服務(wù)器，放置在美國(guó)。其余12個(gè)均為輔根服務(wù)器，其中9個(gè)放置在美國(guó)，歐洲2個(gè)，位于英國(guó)和瑞典，亞洲1個(gè)，位于日本。

所有根服務(wù)器均由美國(guó)政府授權(quán)的互聯(lián)網(wǎng)域名與號(hào)碼分配機(jī)構(gòu)ICANN統(tǒng)一管理，負(fù)責(zé)全球互聯(lián)網(wǎng)域名根服務(wù)器、域名體系和IP地址等的管理。

根服務(wù)器架構(gòu)

這13臺(tái)根服務(wù)器可以指揮Firefox或Internet Explorer這樣的Web瀏覽器和電子郵件程序控制互聯(lián)網(wǎng)通信。

由于根服務(wù)器中有經(jīng)美國(guó)政府批準(zhǔn)的260個(gè)左右的互聯(lián)網(wǎng)后綴（如．com、．net等）和一些國(guó)家的指定符（如法國(guó)的．fr、挪威的．no等），自成立以來，美國(guó)政府每年花費(fèi)近50多億美元用于根服務(wù)器的維護(hù)和運(yùn)行，承擔(dān)了世界上最繁重的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)和最巨大的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)。

因此可以實(shí)事求是地說：沒有美國(guó)，互聯(lián)網(wǎng)將是死灰一片。

世界對(duì)美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的依賴性非常大，當(dāng)然這也主要是由其技術(shù)的先進(jìn)性和管理的科學(xué)性所決定的。

所謂依賴性，從國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的工作機(jī)理來體現(xiàn)的，就在于“根服務(wù)器”的問題。

從理論上說，任何形式的標(biāo)準(zhǔn)域名要想被實(shí)現(xiàn)解析，按照技術(shù)流程，都必須經(jīng)過全球“層級(jí)式”域名解析體系的工作，才能完成。

“層級(jí)式”域名解析體系第一層就是根服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理世界各國(guó)的域名信息，在根服務(wù)器下面是頂級(jí)域名服務(wù)器，即相關(guān)國(guó)家域名管理機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，如中國(guó)的CNNIC，然后是在下一級(jí)的域名數(shù)據(jù)庫(kù)和ISP的緩存服務(wù)器。

一個(gè)域名必須首先經(jīng)過根數(shù)據(jù)庫(kù)的解析后，才能轉(zhuǎn)到頂級(jí)域名服務(wù)器進(jìn)行解析。

作用與影響

這13臺(tái)根服務(wù)器可以指揮瀏覽器（比如.internet explorer）和電子郵件程序（比如.Firefox）以控制互聯(lián)網(wǎng)通信。由于根服務(wù)器中有經(jīng)美國(guó)政府批準(zhǔn)的260個(gè)左右的互聯(lián)網(wǎng)后綴（如．com、．net等）和一些國(guó)家的指定符，美國(guó)政府對(duì)其管理?yè)碛泻艽蟀l(fā)言權(quán)。這使得我們顯得相當(dāng)被動(dòng)。

中國(guó)用戶在訪問帶有.com等后綴的國(guó)外網(wǎng)站時(shí)，大多仍需要經(jīng)過國(guó)外的域名服務(wù)器進(jìn)行解析，中美海底光纜一旦發(fā)生斷裂，便會(huì)發(fā)生解析問題，中國(guó)東部、太平洋西海岸地區(qū)，屬于地震多發(fā)地帶，再加上臺(tái)風(fēng)等環(huán)境因素影響，形勢(shì)顯得更加嚴(yán)峻。

一位互聯(lián)網(wǎng)資深專家解釋說，美國(guó)控制了域名解析的根服務(wù)器，也就控制了相應(yīng)的所有域名，如果美國(guó)不想讓人訪問某些域名，就可以屏蔽掉這些域名，使它們的IP地址無法解析出來，那么這些域名所指向的網(wǎng)站就相當(dāng)于從互聯(lián)網(wǎng)的世界中消失了。比如，2004年4月，由于“.ly”域名癱瘓，導(dǎo)致利比亞從互聯(lián)網(wǎng)上消失了3天。

注意，13臺(tái)中除了歐洲兩臺(tái)、日本一臺(tái)之外，其余全部位于美國(guó)。也就是說，只要美國(guó)愿意，他就可以切斷全世界的網(wǎng)絡(luò)。雖然網(wǎng)絡(luò)是無國(guó)界的，但服務(wù)器是有國(guó)界的。

關(guān)于DNS根鏡像服務(wù)器

指的就是DNS根服務(wù)器的鏡像服務(wù)器

鏡像服務(wù)器(Mirror server)與主服務(wù)器的服務(wù)內(nèi)容都是一樣的，只是放在一個(gè)不同的地方，分擔(dān)主機(jī)的負(fù)載。

簡(jiǎn)單來說就是和照鏡子似的，能看，但不是原版的。在網(wǎng)上內(nèi)容完全相同而且同步更新的兩個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，除主服務(wù)器外，其余的都被稱為鏡像服務(wù)器。

分布地點(diǎn)

下表是這些機(jī)器的管理單位、設(shè)置地點(diǎn)及最新的IP地址：

主要作用

在根域名服務(wù)器中雖然沒有每個(gè)域名的具體信息，但儲(chǔ)存了負(fù)責(zé)每個(gè)域（如COM、NET、ORG等）的解析的域名服務(wù)器的地址信息，如同通過北京電信你問不到廣州市某單位的電話號(hào)碼，但是北京電信可以告訴你去查020114。

世界上所有互聯(lián)網(wǎng)訪問者的瀏覽器的將域名轉(zhuǎn)化為IP地址的請(qǐng)求（瀏覽器必須知道數(shù)字化的IP地址才能訪問網(wǎng)站）理論上都要經(jīng)過根服務(wù)器的指引后去該域名的權(quán)威域名服務(wù)器(authoritative name server, 如haier.com的權(quán)威域名服務(wù)器是dns1.hichina.com)上得到對(duì)應(yīng)的IP地址，當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中提供接入服務(wù)的ISP的緩存域名服務(wù)器上可能已經(jīng)有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系（域名到IP地址）的緩存。

根域名服務(wù)器是架構(gòu)因特網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)設(shè)施。

在國(guó)外，許多計(jì)算機(jī)科學(xué)家將根域名服務(wù)器稱作“真理”（TRUTH），足見其重要性。

但是攻擊整個(gè)因特網(wǎng)最有力、最直接，也是最致命的方法恐怕就是攻擊根域名服務(wù)器了。

早在1997年7月，這些域名服務(wù)器之間自動(dòng)傳遞了一份新的關(guān)于因特網(wǎng)地址分配的總清單，然而這份清單實(shí)際上是空白的。

這一人為失誤導(dǎo)致了因特網(wǎng)出現(xiàn)最嚴(yán)重的局部服務(wù)中斷，造成數(shù)天之內(nèi)網(wǎng)面無法訪問，電子郵件也無法發(fā)送。

遭遇攻擊

在2002年的10月21日美國(guó)東部時(shí)間下午4:45開始，這13臺(tái)服務(wù)器又遭受到了有史以來最為嚴(yán)重的也是規(guī)模最為龐大的一次網(wǎng)絡(luò)襲擊。

此次受到的攻擊是DDoS攻擊，超過常規(guī)數(shù)量30至40倍的數(shù)據(jù)猛烈地向這些服務(wù)器襲來并導(dǎo)致其中的9臺(tái)不能正常運(yùn)行。7臺(tái)喪失了對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的處理能力，另外兩臺(tái)也緊隨其后陷于癱瘓。

10月21日的這次攻擊對(duì)于普通用戶來說可能根本感覺不到受到了什么影響。

如果僅從此次事件的“后果”來分析，也許有人認(rèn)為“不會(huì)所有的根域名服務(wù)器都受到攻擊，因此可以放心”，或者“根域名服務(wù)器產(chǎn)生故障也與自己沒有關(guān)系”，還為時(shí)尚早。

但他們并不清楚其根本原因是：

1. 并不是所有的根域名服務(wù)器全部受到了影響；
2. 攻擊在短時(shí)間內(nèi)便告結(jié)束；
3. 攻擊比較單純，因此易于采取相應(yīng)措施。

由于目前對(duì)于DDoS攻擊還沒有什么特別有效的解決方案，設(shè)想一下如果攻擊的時(shí)間再延長(zhǎng)，攻擊再稍微復(fù)雜一點(diǎn)，或者再多有一臺(tái)服務(wù)器癱瘓，全球互聯(lián)網(wǎng)將會(huì)有相當(dāng)一部分網(wǎng)頁(yè)瀏覽以及e-mail服務(wù)會(huì)徹底中斷。

而且，我們更應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到雖然此次事故發(fā)生的原因不在于根域名服務(wù)器本身，而在于因特網(wǎng)上存在很多脆弱的機(jī)器，這些脆弱的機(jī)器植入DDoS客戶端程序（如特洛伊木馬），然后同時(shí)向作為攻擊的根域名服務(wù)器發(fā)送信息包，從而干擾服務(wù)器的服務(wù)甚至直接導(dǎo)致其徹底崩潰。

但是這些巨型服務(wù)器的漏洞是肯定存在的，即使現(xiàn)在沒有被發(fā)現(xiàn)，以后也肯定會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

而一旦被惡意攻擊者發(fā)現(xiàn)并被成功利用的話，將會(huì)使整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)處于癱瘓之中。

為什么只有13臺(tái)dns根服務(wù)器

最后，讓我們了解下全球DNS根服務(wù)器為什么只有13臺(tái)。

DNS協(xié)議的最初定義要從20世紀(jì)80年代未期開始算起，它使用了端口上的UDP和TCP協(xié)議。

UDP通常用于查詢和響應(yīng)，TCP用于主服務(wù)器和從服務(wù)器之間的區(qū)傳送.遺憾的是，在所有UDP實(shí)現(xiàn)中能保證正常工作的大包長(zhǎng)是512字節(jié)，對(duì)于在每個(gè)包中必須含有數(shù)字簽名的一些DNS新特性（例如，DNSSEC）來說實(shí)在是太小了。

512字節(jié)的限制還影響了根服務(wù)器的數(shù)量和名字。

要讓所有的根服務(wù)器數(shù)據(jù)能包含在一個(gè)512字節(jié)的UDP包中，根服務(wù)器只能限制在13個(gè)，而每個(gè)服務(wù)器要使用字母表中的單個(gè)字母命名。

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度必須在46-1500字節(jié)之間，這是由以太網(wǎng)的物理特性決定的。

事實(shí)上，這個(gè)1500字節(jié)就是網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度限制，理論上，IP數(shù)據(jù)包大長(zhǎng)度是65535字節(jié)。

這是由IP首部16比特總長(zhǎng)度所限制的，去除20字節(jié)IP首部和8個(gè)字節(jié)UDP首部，UDP數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)大長(zhǎng)度為65507字節(jié)。

在Internet數(shù)據(jù)傳輸中，UDP數(shù)據(jù)長(zhǎng)度控制在576字節(jié)（Internet標(biāo)準(zhǔn)MTU值），而在許多UDP應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)包被限制成512字節(jié)或更小。這樣可以防止數(shù)據(jù)包的丟失。

許多解析器首先發(fā)送一條UDP查詢，如果它們接收到一條被截?cái)嗟捻憫?yīng)，則會(huì)用TCP重新發(fā)送該查詢。

這個(gè)過程繞過了512字節(jié)的限制，但是效率不高。您或許認(rèn)為DNS應(yīng)該避開UDP，總是使用TCP，但是TCP連接的開銷大得多。

一次UDP名字服務(wù)器交換可以短到兩個(gè)包：一個(gè)查詢包、一個(gè)響應(yīng)包。一次TCP交換則至少包含7個(gè)包：三次握手初始化TCP會(huì)話、一個(gè)查詢包、一個(gè)響應(yīng)包以及最后一次握手來關(guān)閉連接。

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本文名稱：全球?yàn)楹沃挥?3臺(tái)DNS根服務(wù)器，13 個(gè) IP
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