上一篇我已经解释了DNS请求报文怎么解析,不会的自己坐飞机(飞机入口)。这一篇主要从DNS服务器的角度来解释，如何自己创建响应报文返回给客户端。

就这个命题，可以罗列出DNS服务器在创建response响应报文时需要解决的问题。

  • dns数据报类型Buffer?
  • Node.js中Buffer如何创建?
  • 正常情况我们操作的字符串和数字等是否可以转换为Buffer?
  • Buffer是否可以创建response响应报文指定类型的参数值?
  • response响应报文与request请求报文的异同?

说到这，你是不是已经察觉到。既然dns请求和dns响应都做了，那是不是自己动手写一个dns代理服务器也可以信手拈来呢。

答案是: Yes。

那然我们继续完成这最后一步，response响应报文的创建。

DNS响应报文格式

response响应报文和request请求报文格式相同。不同的地方是参数的值不同。

response参数详解

  • Header 报文头
  • Question 查询的问题
  • Answer 应答
  • Authority 授权应答
  • Additional 附加信息
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DNS format

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|        Header      |
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|      Question      |
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|      Answer        |
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|      Authority     |
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|      Additional    |
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Header报文头

属性说明：

  • 客户端请求ID是为了保证收到DNS服务器返回报文时能正确知道是哪一个请求的响应报文。所以一个完整的DNS请求和响应，里面request和response的ID
    必须保持一致。
  • header.qr = 1，表示响应报文
  • header.ancount,这个牵涉到应答记录条目，所以要根据应答字段Answer计算。
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var response = {};
var header = response.header = {};

header.id = request.header.id;//id相同，视为一个dns请求

header.qr = 1;    //响应报文
header.opcode = 0;//标准查询
header.rd = 1;
header.ra = 0;

header.z = 0;
header.rcode = 0;//没有错误

header.qdcount = 1;
header.nscount = 0;
header.arcount = 0;
header.ancount = 1;//这里answer为一个，所以设置为1.如果有多个answer那么就要考虑多个answer

Question 请求数据

将请求数据原样返回。

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var question = response.question = {};
question.qname = request.question.qname;
question.qtype = request.question.qtype;
question.qclass = request.question.qclass;

Answer应答报文数据

这个部分的内容就是dns服务器要返回的数据报。

RDDATA为数据字段。

name为域名，长度不固定。

格式：

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Answer format

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|                    NAME                       |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|                    TYPE                       |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|                    CLASS                      |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|                    TTL                        |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|                    RDLENGTH                   |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|                    RDATA                      |
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var answer = {};

answer.name = request.question.qname;
answer.type = 1;
answer.class = 1;
answer.ttl = ttl || 1;//报文有效跳数
answer.rdlength = 4;
answer.rdata = rdata;//数据记录

rdata存放的是ip地址,ip必须经过转换客户端才能识别：

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var numify = function(ip) {
    ip = ip.split('.').map(function(n) {
        return parseInt(n, 10);
    });

    var result = 0;
    var base = 1;

    for (var i = ip.length-1; i >= 0; i--) {
        result += ip[i]*base;
        base *= 256;
    }
    return result;
};

rdata是4字节，ip地址从.处切开后是由4段数字组成，每段数据不会超过2^8 === 256—一个字节(8bit),那rdata的4个字节刚好可以存放下一个ip地址。
那现在的问题是怎么把ip地址数据存进4个字节里面，而又要保证客户端能够识别。很简单按字节存，按字节取就行了。4字节刚好是一个32bit整数的长度。

所以上面计算result的for(...)循环就是把ip存进rdata的一种方式。

其实你也可以使用以下方式计算result:

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result = ip[0]*(1<<24) + ip[1]*(1<<16) + ip[2]*(1<<8) + ip[3];

Authority/Additional 数据

自己处理的请求没有授权应答和附加数据。

Buffer类型响应报文

得到了想要的一切响应数据之后，下一步就是将这些数据转换为客户端可以解析的Buffer类型。

那这一步的工作正好与request请求报文解析的工作恰好相反。报上面的数据一一拼凑为response响应报文格式数据。

Buffer长度确定

返回一段Buffer报文，总得先创建一定长度的Buffer。

根据字段分析，除了Question.qname字段和Answer.name字段是长度不固定的，其它的字段都是可以计算出来。

通过带入数据可以得到需要创建的Buffer的大小。

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len = Header + Question + Answer
    = 12 + (Question.qname.length+4) + (Answer.name.length + 14)
    = 30 + Question.qname.length + Answer.name.length

确定需要创建的Buffer实例的长度为30 + Question.qname.length + Answer.name.length后，就可以进行参数转换了。

Buffer实例参数转换

response数据大概分为了3中类别：

  • 普通完整字节类别
  • 需要按位拼接成一个字节的类别
  • 无符号整数类别

普通完整字节类别

这种往往是最好处理的了，直接copy过来就可以了。

使用buf.copy(target[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])函数进行拷贝.

例如拷贝header.id:

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header.id.copy(buf,0,0,2);

通过这种方式即可将其它参数进行一一转换。

需要按位拼接成一个字节的类别

这种主要数针对Header的第[3,4]个字节。应为这2个字节的数据是按位的长度区分，现在需要拼凑成完整字节。

首先需要确定的是字节长度，以及默认值，然后确定位操作符。

1byte = 8bit

默认值为：0 = 0x00

操作符：

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&: 不行,因为任何数&0 == 0
|: ok ,任何数 | 0 都等于这个数

通过|可以得到想要的结果：

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buf[2] = 0x00 | header.qr << 7 | header.opcode << 3 | header.aa << 2 | header.tc << 1 | header.rd;
buf[3] = 0x00 | header.ra << 7 | header.z << 4 | header.rcode;

无符号整数类别

假如你看过Buffer的api或使用Buffer创建过buf无符号整数，那么这个问题就可以很容易解决了。

buf.writeUInt16BE(value, offset[, noAssert])和buf.writeUInt32BE(value, offset[, noAssert])，一看就知道一个是创建16位，一个是32位。

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buf.writeUInt16BE(header.ancount, 6);
buf.writeUInt32BE(answer.rdata, len-4);

应用场景

除了Answer数据的ttl报文有效跳数和rdata，需要真的从其它地方获取过来。其它数据基本可以通过计算或从request中得到。

封装成函数的话，只需要传入(request,ttl,rdata)就可以了。

以下代码仅供参考：

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var responseBuffer = function(response){
    var buf = Buffer.alloc(30+response.question.qname.length +response.answer.name.length) ,
        offset = response.question.qname.length;

    response.header.id.copy(buf,0,0,2);

    buf[2] = 0x00 | response.header.qr << 7 | response.header.opcode << 3 | response.header.aa << 2 | response.header.tc << 1 | response.header.rd;
    buf[3] = 0x00 | response.header.ra << 7 | response.header.z << 4 | response.header.rcode;

    buf.writeUInt16BE(response.header.qdcount, 4);
    buf.writeUInt16BE(response.header.ancount, 6);
    buf.writeUInt16BE(response.header.nscount, 8);
    buf.writeUInt16BE(response.header.arcount, 10);

    response.question.qname.copy(buf,12);
    response.question.qtype.copy(buf,12+offset,0,2);
    response.question.qclass.copy(buf,14+offset,0,2);

    offset += 16;
    response.answer.name.copy(buf,offset);

    offset += response.answer.name.length;
    buf.writeUInt16BE(response.answer.type , offset);
    buf.writeUInt16BE(response.answer.class , offset+2);
    buf.writeUInt32BE(response.answer.ttl , offset+4);
    buf.writeUInt16BE(response.answer.rdlength , offset+8);
    buf.writeUInt32BE(response.answer.rdata , offset+10);

    return buf;
};

var response = function(request , ttl , rdata){
    var response = {};
    response.header = {};
    response.question = {};
    response.answer = resolve(request.question.qname , ttl , rdata);

    response.header.id = request.header.id;

    response.header.qr = 1;
    response.header.opcode = 0;
    response.header.aa = 0;
    response.header.tc = 0;
    response.header.rd = 1;
    response.header.ra = 0;
    response.header.z = 0;
    response.header.rcode = 0;
    response.header.qdcount = 1;
    response.header.ancount = 1;
    response.header.nscount = 0;
    response.header.arcount = 0;

    response.question.qname = request.question.qname;
    response.question.qtype = request.question.qtype;
    response.question.qclass = request.question.qclass;

    return responseBuffer(response);

};
var resolve = function(qname , ttl , rdata){
    var answer = {};

    answer.name = qname;
    answer.type = 1;
    answer.class = 1;
    answer.ttl = ttl;
    answer.rdlength = 4;
    answer.rdata = rdata;

    return answer;
};

上一篇： DNS 请求报文详解

参考资料

https://github.com/mafintosh/dnsjack