DNS
DNS【域名系统:(英文:Domain Name System,缩写:DNS)】是互联网的一项服务。 它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。 DNS使用TCP和UDP端口53。
白话版
就是客户端(例如:浏览器)传入的网站域名,到DNS列表中找到对应的ip返回给客户端,然后客户端根据ip就可以找到对应的服务器,就可以向服务器发送请求了。
说的在直接点:DNS目的就是把对应服务器IP给客户端。最后客户端与服务器通信就没DNS什么事了。
DNS 报文格式
DNS报文格式,不论是请求报文,还是DNS服务器返回的应答报文,都使用统一的格式。
Header
报文头Question
查询的问题Answer
应答Authority
授权应答Additional
附加信息
1 | DNS format |
Header 报文头
ID
:2
个字节(16bit
),标识字段,客户端会解析服务器返回的DNS应答报文,获取ID
值与请求报文设置的ID
值做比较,如果相同,则认为是同一个DNS会话。FLAGS
:2
个字节(16bit
)的标志字段。包含以下属性:QR
:0
表示查询报文,1
表示响应报文;opcode
: 通常值为0
(标准查询),其他值为1
(反向查询)和2
(服务器状态请求),[3,15]
保留值;AA
: 表示授权回答(authoritative answer)– 这个比特位在应答的时候才有意义,指出给出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器;TC
: 表示可截断的(truncated)–用来指出报文比允许的长度还要长,导致被截断;RD
: 表示期望递归(Recursion Desired) – 这个比特位被请求设置,应答的时候使用的相同的值返回。如果设置了RD,就建议域名服务器进行递归解析,递归查询的支持是可选的;RA
: 表示支持递归(Recursion Available) – 这个比特位在应答中设置或取消,用来代表服务器是否支持递归查询;Z
: 保留值,暂未使用;RCODE
: 应答码(Response code) - 这4个比特位在应答报文中设置,代表的含义如下:0
: 没有错误。1
: 报文格式错误(Format error) - 服务器不能理解请求的报文;2
: 服务器失败(Server failure) - 因为服务器的原因导致没办法处理这个请求;3
: 名字错误(Name Error) - 只有对授权域名解析服务器有意义,指出解析的域名不存在;4
: 没有实现(Not Implemented) - 域名服务器不支持查询类型;5
: 拒绝(Refused) - 服务器由于设置的策略拒绝给出应答.比如,服务器不希望对某些请求者给出应答,或者服务器不希望进行某些操作(比如区域传送zone transfer);[6,15]
: 保留值,暂未使用。
QDCOUNT
: 无符号16bit
整数表示报文请求段中的问题记录数。ANCOUNT
: 无符号16bit
整数表示报文回答段中的回答记录数。NSCOUNT
: 无符号16bit
整数表示报文授权段中的授权记录数。ARCOUNT
: 无符号16bit
整数表示报文附加段中的附加记录数。
1 | Header format |
Question 查询字段
QNAME
无符号8bit
为单位长度不限表示查询名(广泛的说就是:域名).QTYPE
无符号16bit
整数表示查询的协议类型.QCLASS
无符号16bit
整数表示查询的类,比如,IN
代表Internet.
1 | Question format |
Answer/Authority/Additional
这3个字段的格式都是一样的。
NAME
资源记录包含的域名.TYPE
表示DNS
协议的类型.CLASS
表示RDATA的类.TTL
4字节无符号整数表示资源记录可以缓存的时间。0代表只能被传输,但是不能被缓存。RDLENGTH
2个字节无符号整数表示RDATA的长度RDATA
不定长字符串来表示记录,格式根TYPE和CLASS有关。比如,TYPE是A,CLASS 是 IN,那么RDATA就是一个4个字节的ARPA网络地址。
1 | Answer/Authority/Additional format |
DNS请求报文解析
光说不做假把式。那如何对DNS请求报文进行解析呢。
先来看一下一个DNS请求报文:
1 | 6dca 0100 0001 0000 0000 0000 0377 7777 |
这是一个Buffer
实例,看完后是不是一脸懵B,别紧张,先看解析后console.log
大概的样子,是不是世界瞬间变美好了。
下面是一个请求查询www.apple.com
网站ip的DNS请求报文。
1 | //Header |
请求报文解析分为2个小块:
Header
报文头解析QUESTION
查询问题解析
Header 报文头解析
对Header部分进行解析。
先确定一下每个字段的大小:
1 | ID: 2 字节 |
共12个字节。
假如我们抛开第[3,4]
个字节,其实很容易就可以把header解析,但是单位为bit
的就需要对buffer
实例的值进行位运算操作了。
所以以下参数的值可以直接从buffer
中获取:
1 | var header = {}; |
难点就是如何获取第[3,4]
的值,首先需要把buffer
实例对应的字节转成2
进制字符串然后转换为数值,然后按参数的长度计算最后的结果。
第一步,将buffer
转换为2进制字符串然后转换为数值(假设dns报文是buf
):
1 | //对第3个字节转成`2`进制字符串然后转换为数值 |
第2步,进行数据切割:
首先需要理解下面这个函数,功能无非就是提取从offset
开始,长度为length
数字位,通过位运算转换为Integer
类型的数然后返回。
说直白一点,就是把你需要的那一段2进制数据转换为Integer
类型,并返回。
1 | var bitSlice = function(b, offset, length) { |
注意这里因为只考虑一个字节 ===
8bit
,所以可以写成(7-(offset+length-1))
和0xff << length
。假如不是一个字节,那么可能需要改变一下里面的数字7
和0xff
的值。
demo走起:
1 | ; |
理解了上面的函数的作用之后就可以真正的使用这个函数取DNS报文Header的第[3,4]
字节中的值。
信手拈来:
1 | //第3个字节 |
QUESTION 查询字段解析
主要包括了查询域名,协议类型及类别。
这3个参数QTYPE
和QCLASS
是固定2
字节,QNAME
是不固定的。
所以取数据的时候需要注意,因为QUESTION
信息是跟随在Header
之后,所以要从第12
个字节往后取:
1 | var question = {}; |
qname
使用的是len+data
混合编码,以0x00
结尾。每个字符串都以长度开始,然后后面接内容。qname
长度必须以8
字节为单位。
例如www.apple.com
(注意:中间的.
是解析的时候自己添加上去的),它的buffer
实例表示为:
1 | 03 77 77 77 05 61 70 70 6c 65 03 63 6f 6d 00 |
也就是第一位表示的是长度,后面跟随相同长度的数据,依此类推。
1 | var domainify = function(qname) { |
qtype
协议类型. 查看详情
协议类型对应的列表:
值 | 协议类型 | 描述 |
---|---|---|
1 | A | IPv4地址 |
2 | NS | 名字服务器 |
5 | CNAME | 规范名称定义主机的正式名字的别名 |
6 | SOA | 开始授权标记一个区的开始 |
11 | WKS | 熟知服务定义主机提供的网络服务 |
12 | PTR | 指针把IP地址转化为域名 |
13 | HINFO | 主机信息给出主机使用的硬件和操作系统的表述 |
15 | MX | 邮件交换把邮件改变路由送到邮件服务器 |
28 | AAAA | IPv6地址 |
252 | AXFR | 传送整个区的请求 |
255 | ANY | 对所有记录的请求 |
qclass
通常为1,指Internet数据.
应用场景–dns请求代理
将以下代码保存为.js
文件,然后使用Node.js
执行,使用相同局域网内的机器配置DNS到这台机器即可。
以下代码仅供参考:
1 | ; |
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参考资料
http://docstore.mik.ua/orelly/networking_2ndEd/dns/appa_02.htm
http://www.comptechdoc.org/independent/networking/terms/dns-message-format.html