DNS原理及劫持问题

对于互联网，人们总是高谈阔论，却很少有人愿意去了解电脑、手机、电视这些设备到底是如何被“连接”起来的。本文通过“我”，一个普通的网络请求的视角，给大家介绍下“我”的工作流程是如何的。

人们动动手指，点点鼠标，图片、视频便顺理成章地即时显示在屏幕上。只是，这一切并非理所应当，五光十色的互联网世界之下，是我们在夜以继日地工作。
我是一个普通的网络请求。我很渺小，但始终都在履行责任——寻找被指定的资源，再将它们交付到我的主人手中。就像这座城市中成千上万而又默默无闻的快递小哥，穿梭在大厦与楼宇之间，完成使命。
不同的是，真正的网络环境可不像现代化城市那么光鲜亮丽。它阴暗、潮湿，充满了未知的危险，如同一座黑暗森林。而我要做的，就是一场不折不扣的冒险。

URL与IP到底是什么?

我的冒险，要从一张“羊皮卷”说起。那天，浏览器大叔神秘兮兮招呼我过去，告诉我CPU下达了一个命令：派遣使者访问外邦。而我是大叔最得力的门生，也是这类任务最合适的人选。大叔为我准备了一张羊皮卷，上面记录了我这次冒险需要用到的必要信息。
当仁不让地，我接过了它，即刻启程。
我缓缓展开羊皮卷，第一行赫然写着：URL: https://mail.google.com
什么是“URL”?我在脑中快速回忆着，对了!URL即 Uniform Resource Locator的缩写，翻译成中文便是“统一资源定位符”。因为互联网世界存在着不计其数的资源，每一处资源都需要有一个标记来定位它，正如人类城市中的门牌号。
有人可能会认为，既然有了门牌号，找到指定地点不是轻而易举吗?朋友们，我也希望如此，但现实往往没有这么简单。
即使有了URL，恕我愚笨，我还是无法直接理解它所指向的目的地。因为这是人类的语言，我无法翻译解读。(其实是人类太笨了，记不住IP地址，需要用方便记忆的域名来代替)
对我来说，IP地址才是唯一的坐标。什么是IP?IP即Internet Protocol的缩写，中文译为“互联网协议”，一个如雷贯耳的名字，互联网的基石之一，一切依赖互联网通信的软件都得遵循这个协议。
那么，如何才能将域名转换为IP地址呢?
浏览器大叔在平日工作之余，十分细心，他将用户访问过的站点整理了一份“域名-IP对应清单”。假如是一个已被记录的IP地址，那么他会直接告诉我，我可以立即向着目标IP地址出发，这就是浏览器缓存的作用。
假如用户输入的URL不在浏览器的记录范围之内，那么操作系统会查找一个名为“hosts”的文件。它是一份文本，记录了域名和IP地址的映射。如果“hosts”能够告诉我目标IP地址，那也能节省我不少工夫。这就是系统缓存。
此外，还有路由器缓存，相信不用我多介绍了，即保存在路由器中的域名-IP映射。
这些缓存都能有效帮助我以最快的速度找到相应的IP地址。但是，互联网世界日新月异，各种资源层出不穷。在很多情况下，用户会想要访问一个全新的、任何缓存都没有记录过的域名。
为此，人类专门设计了DNS。在这次任务中，我的第一站，就是赶往DNS。为了更短的响应时间与更好的用户体验，我快马加鞭。

关于DNS劫持的记忆

DNS是什么?全称Domain Name System，是一个将域名和IP相互映射的分布式数据库。
全球有很多家DNS服务中心，假如你关心过你的计算机，你会发现，在你的网卡上，有着一项“DNS服务器”的配置项，它设定了我将要抵达的目的地。

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一转眼的工夫，我来到了114.114.114.114DNS中心。
这个地方我来过很多次，表面上风平浪静，实则暗流涌动。我小心翼翼地来到办事大厅，不禁想起了我第一次被DNS劫持的经历。
那天，我来到办事窗口，柜员热情地接待了我。
“先生，请问你想要查询哪个地址?”当时我还是一位新晋的网络请求，涉世尚浅，不知晓一些不可说的条例，于是毫不避讳地回答：“你好，我要去大名鼎鼎的mail.google.com!”
柜员的表情一下子凝固了，他上下打量了我一番，然后硬挤出一丝微笑，“好的先生，请稍等。”说完，他便向旁边的同事使了个眼色。我正纳闷呢，突然两边窜出身材魁梧的警卫，架着我强行往一处拖拽。
我这才意识到大事不妙，“这是怎么回事?!你们凭什么劫持我?”我发疯了一般嘶吼着。
“你好，根据本ISP(电信运营商)颁布的条例，世界上不存在你所说的站点，现怀疑你是一个不合规的网络请求，将把你转发至baidu.com的IP地址。你有权保持沉默!”警卫冷漠地望着我。
我知道，现在无论如何解释、挣扎都没有用了，只怪自己太年轻。无奈，我只好乖乖就范。

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还好当时正在使用计算机的用户有一些网络知识，当他发现自己输入的是google，返回的是baidu的页面时，并没有怪罪于我，大概是他心中已经猜到了原因。于是他将网卡的DNS配置为：8.8.8.8，这是一个国际上“不存在”的公司提供的DNS服务中心。
仅仅这样就能畅通无阻地访问互联网了吗?经历了被DNS劫持，我依然不敢放松。

我遇到过DNS投毒

还未休息片刻，浏览器大叔再一次地给我分配了任务：继续尝试请求mail.google.com的资源。
人类出国要坐飞机，要办护照。我们网络请求也是这样，全国只有在几个主要城市才会部署国际出口，所有访问境外资源的网络请求，都得经过这儿接受检查。
与上次不同，因为这次我要访问的DNS服务器位于海外，所以我首先来到了大中华局域网的上海国际出口。
我一路奔波到上海真的是又累又乏，正当我火急火燎地准备过安检，通道附近有一位穿着制服的小伙迎了上来。
还没等我开口，他热情地迎了上来：“远道而来的朋友，一定是十分疲惫了吧?天气这么热，先喝杯水吧!”我悄悄地打量着他，看他的打扮应该是一位服务人员。
“国际出口就是不一样啊，服务真到位!”由于确实是太渴了，我放松了警惕。“啊，真清凉，谢……”我一边感叹着，一边接过了小伙递给我的水。
可当我第二个“谢”字还没说出口，立即感到一阵头晕目眩。
“不好!遇上了黑客，这是DNS投毒!”我的视线渐渐模糊，小伙的微笑也渐渐似乎变成了狞笑。我尽力搜索着脑海中和这一切有关的知识，想要知道寻求的办法。

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DNS投毒，英文叫DNS cache poisoning，也叫做DNS污染。从客户端向DNS服务器发出查询IP的请求，到响应返回到客户端的这段时间里，如果有黑客或者其他一些不可说的设施伪造返回了一个错误的DNS应答，那么用户将不能访问到真正的资源。
想到这里，我已经明显感觉难以控制自己的身体了，眼前一黑，就什么都不知道了。

DNS正常解析

以前发生过的险情历历在目，如今想起来，我依旧心有余悸。这次，为了确保万无一失，我打起了十二分精神。
这次，我已经顺利来到8.8.8.8 DNS服务中心。
“你好亲，有什么可以帮到您的嘛”办事窗口内传来了软妹子的声音。
“我想查询域名mail.google.com的IP地址。”我试探性地问，依然不敢松懈。
“好的呢亲，这边通过树状检索，在顶级域名com下，查询到google目录，在google目录下查询到mail,IP地址是xx.xxx.xx.xx呢。”

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我松了口气，谢天谢地，终于拿到了结果。可我知道作为一次完整的网络请求，这刚刚开始，这才是万里长征第一步，我得赶紧将这个解析结果带回去，等会还得马不停蹄往返三次建立连接。