DNS保留的私有地址详解
私有地址的概念与分类
（一）私有地址的定义
在网络通信中，私有地址是一段专门为内部网络保留的IP地址范围，这些地址仅在局域网（LAN）内部使用，无法直接在互联网（Internet）上进行路由，其主要作用是满足局域网内设备之间的通信需求,同时避免与公网IP地址产生冲突。
（二）私有地址的分类及范围
根据RFC 1918标准,私有地址主要分为以下三类：
| 类别 | 地址范围 | 子网掩码 | 适用网络规模 |
|---|---|---|---|
| A类私有地址 | 0.0.0 10.255.255.255 | 0.0.0 | 大型网络 |
| B类私有地址 | 16.0.0 172.31.255.255 | 240.0.0 | 中型网络 |
| C类私有地址 | 168.0.0 192.168.255.255 | 255.0.0 | 小型网络 |
A类私有地址适用于超大型网络，可容纳大量设备；B类私有地址适合中等规模的企业或组织内部网络；C类私有地址则广泛应用于家庭、小型办公室等小型网络环境。
私有地址在局域网中的应用
（一）地址分配方式
在局域网中，私有地址的分配通常采用动态主机配置协议（DHCP）或静态手动配置两种方式。
- DHCP动态分配：网络管理员在路由器或服务器上设置DHCP服务器，为其指定一个IP地址范围（即DHCP地址池），当有新设备接入局域网时，DHCP服务器会自动从地址池中为该设备分配一个可用的私有IP地址，这种方式便于管理，能自动适应网络中设备的增减变化，常用于设备数量较多且变化频繁的网络环境，如大型企业办公网络、学校机房等。
- 静态手动配置：对于一些关键设备，如服务器、网络打印机、监控设备等，为了保证其网络参数的稳定性和可访问性，通常会采用静态手动配置的方式为其指定固定的私有IP地址，这样，其他设备在访问这些关键设备时，就可以通过固定的IP地址准确找到它们,避免了因IP地址动态变化而导致的访问问题。
（二）子网划分与通信
通过子网划分，可以将一个较大的私有地址空间划分为多个较小的子网，以满足不同部门或功能区域的网络需求，在一个企业局域网中，可以将192.168.1.0/24网络划分为多个VLAN（虚拟局域网），每个VLAN对应一个不同的部门，如销售部门、研发部门、行政部门等，每个VLAN内的设备可以通过交换机进行通信,而不同VLAN之间的设备则需要通过路由器或三层交换机进行路由转发才能实现通信。
在子网划分时，需要根据网络规模、设备数量、通信需求等因素合理确定子网掩码的大小，子网掩码越大，可用的IP地址数量越少，但每个子网内的广播域越小，网络性能越好；反之，子网掩码越小，可用的IP地址数量越多，但广播域越大,可能会影响网络性能。
私有地址与公网地址的转换（NAT）
由于私有地址无法在互联网直接使用，当局域网内的设备需要访问外部网络（如互联网）时，就需要借助网络地址转换（NAT）技术，NAT路由器或防火墙设备位于局域网与外部网络之间，它能够将局域网内设备的私有IP地址转换为合法的公网IP地址，并将数据包发送到外部网络；当外部网络返回数据时，NAT设备再将公网IP地址转换为对应的私有IP地址,将数据转发给局域网内的设备。
NAT技术主要有以下几种类型：
| NAT类型 | 特点 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 静态NAT | 将内部私有地址与外部公网地址建立一对一的固定映射关系，外部网络可以通过公网地址访问内部特定设备。 | 适用于需要外部网络主动访问内部服务器等特定设备的场景，如企业网站服务器对外提供服务。 |
| 动态NAT | 从预先定义的公网地址池中动态地为内部私有地址分配公网地址，当内部设备发起访问外部网络的请求时，NAT设备会从地址池中选择一个未使用的公网地址进行转换；当连接释放后，该公网地址会被回收到地址池中供其他设备使用。 | 适用于内部设备数量较多且不都需要同时访问外部网络的场景，能够有效节约公网IP地址资源。 |
| 端口多路复用NAT（PAT） | 将多个内部私有地址通过不同的端口号映射到一个公网IP地址上，从而实现多个内部设备共享一个公网IP地址访问外部网络，这是目前应用最为广泛的一种NAT方式。 | 适用于家庭、小型企业等网络环境，在公网IP地址稀缺的情况下，能够满足多台设备同时上网的需求。 |
私有DNS的作用与配置
（一）私有DNS的作用
私有DNS是一种针对内部网络域名解析的服务，它在保障网络安全、提高网络性能等方面发挥着重要作用：
- 增强隐私保护：通过对DNS查询进行加密（如使用DNS over TLS或DNS over HTTPS协议），防止第三方监听或窃取用户的DNS查询信息,保护用户隐私。
- 定制解析规则：允许网络管理员根据内部网络需求自定义域名解析规则，例如将特定域名解析到内部服务器，实现内部资源的便捷访问；还可以屏蔽某些不良网站或广告域名,提高网络访问的安全性和纯净度。
- 提升解析速度：可以选择性能更优、距离更近的DNS服务器，减少DNS解析时间,加快网络访问速度。
（二）私有DNS的配置方法（以常见设备为例）
-
Windows系统
- 按Windows键 + I打开设置，选择“网络和Internet”。
- 在高级网络设置下选择“网络和共享中心”，然后从左侧菜单中选择“更改适配器设置”。
- 右键单击当前连接的网络，选择“属性”，从列表中选择“Internet协议版本4 (TCP/IPv4)”，然后点击“属性”。
- 选择“使用下面的DNS服务器地址”，输入要使用的私有DNS服务器的IP地址，如Cloudflare的1.1.1.1或Google的8.8.8.8等，最后点击“确定”保存设置。
-
iPhone手机
- 打开“设置”应用程序，搜索并转到“WiFi”选项。
- 点击已连接WiFi网络旁边的“i”信息图标，向下滚动并选择“配置DNS”。
- 选择“手动”，点击“添加服务器”，输入私有DNS服务的地址，如1.1.1.1，然后点击右上角的“保存”按钮。
-
Android手机
- 打开“设置”应用程序，搜索“连接”，然后点击“更多连接设置”。
- 找到“私有DNS”选项，点击“私有DNS提供商主机名”。
- 在“私有DNS服务”部分添加要使用的私有DNS服务器地址，如1.1.1.1。
相关问题与解答
（一）问题一：为什么需要在局域网中使用私有地址而不是公网地址？
答：主要原因如下：
- 地址资源节约：公网IP地址是由互联网服务提供商（ISP）分配的全球唯一地址，数量有限，而私有地址可以在各个局域网内部重复使用，不需要占用公网IP地址资源,有效缓解了公网IP地址紧张的问题。
- 安全性考虑：私有地址在局域网外部不可路由，能够防止外部网络直接访问局域网内的设备，增加了网络的安全性，即使局域网内的设备受到安全威胁，也不容易被外部攻击者直接入侵,降低了安全风险。
- 便于管理：在局域网中使用私有地址，网络管理员可以更方便地对内部网络进行规划、配置和管理，可以根据部门的职能或地理位置等因素灵活划分子网，为不同子网设置不同的访问权限和安全策略,提高网络管理的灵活性和效率。
（二）问题二：如何选择合适的私有DNS服务？
答：在选择私有DNS服务时,可以考虑以下几个因素：
- 性能和速度：选择具有高性能服务器和良好网络架构的DNS服务提供商，以确保DNS解析的快速响应，可以参考一些专业的网络评测机构或用户评价，了解不同DNS服务商的性能表现，Cloudflare的1.1.1.1和Google的8.8.8.8等都是被广泛认可的速度较快的公共DNS服务。
- 隐私保护政策：关注DNS服务提供商的隐私政策，确保其对用户DNS查询数据的处理符合隐私保护要求，一些知名的DNS服务商通常会明确承诺不会收集或存储用户的个人敏感信息,或者会采取加密等措施保护用户数据安全。
- 稳定性和可靠性：优先选择具有高可用性和稳定性的DNS服务，以保证网络访问的连续性，可以了解服务商的服务器分布、冗余备份机制以及历史运行情况等信息,评估其在面对网络故障或高并发访问时的稳定性。
- 功能特性：根据实际需求，选择具备相应功能特性的私有DNS服务，如果需要定制域名解析规则,可以选择支持自定义规则的DNS服务商；