DNS协议介绍

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前言

DNS 协议也就是在做 DNS 解析时，客户端与服务端之间的通信协议。DNS 协议建立在 UDP 或 TCP 协议之上，默认使用 53 号端口。客户端默认通过 UDP 协议进行通讯，但是由于广域网中不适合传输过大的 UDP 数据包，因此规定当报文长度超过了 512 字节时，应转换为使用 TCP 协议进行数据传输。详见 RFC1035 4.MESSAGES 部分。

  • 客户端认为 UDP 响应包长度可能超过 512 字节，主动使用 TCP 协议；
  • 客户端使用 UDP 协议发送 DNS 请求，服务端发现响应报文超过了 512 字节，在截断的 UDP 响应报文中将 TC 设置为 1 ，以通知客户端该报文已经被截断，客户端收到之后再发起一次 TCP 请求。

报文格式

整个报文的格式如下，包括了五部分组成。

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|        Header       | 报文头，定义了报文是请求还是应答、错误码以及其它的一些标志位
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|       Question      | 查询请求，包括查询类型(QTYPE)、查询类(QCLASS) 以及查询的域名(QNAME)
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|        Answer       | 应答资源记录(RRs)
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|      Authority      | 授权资源记录(RRs)
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|      Additional     | 附加信息资源记录(RRs)
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报文头

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|                      ID                       |
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|QR|   Opcode  |AA|TC|RD|RA|   Z    |   RCODE   |
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|                    QDCOUNT                    |
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|                    ANCOUNT                    |
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|                    NSCOUNT                    |
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|                    ARCOUNT                    |
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字段含义如下:

字段备注
ID16Bits ，用于生成任何类型的查询。响应报文会原样带回，用于客户端区分不同的请求应答。
QR1Bits，请求 (0 Question) ，应答 (1 Response)。
Opcode4Bits，设置查询的种类，0 标准查询 QUERY、1 反向查询 IQUERY、2 服务器状态查询 STATUS、3~15 保留。响应报文会原样带回。
AA1Bits，授权应答(AuthoritativeAnswer)，响应报文生效，用于标示服务器响应报文是否为授权服务器返回的结果，可能是在本地 Cache 的缓存。
TC1Bits，截断(TrunCation)，报文因为超过了允许的长度，导致被截断。
RD1Bits，用于请求中，期望使用递归查询。
RA1Bits，用于响应中，如果服务器支持递归查询则设置为 1 ，否则设置为 0 。
RCODE4Bits，应答码(ResponseCode)，会在响应报文中设置。含义如下：
0 没有错误；
1 报文格式错误(Format Error)，服务器解析请求报文时报错；
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)，只对授权域名解析服务器有意义，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)，由于服务器设置的策略拒绝给出应答，通常是安全的配置；
6-15 保留值，暂未使用。
QDCOUNT无符号16位整数，表示报文请求段中的问题记录数。
ANCOUNT无符号16位整数，表示报文回答段中的回答记录数。
NSCOUNT无符号16位整数，表示报文授权段中的授权记录数。
ARCOUNT无符号16位整数，表示报文附加段中的附加记录数。

为加快 DNS 的查询速度，一般会在服务端缓存一段时间，所以有可能 DNS 会返回缓存在 Cache 中的内容，那么此时就会将 AA 响应设置为 0 ，也就是是这里显示的 Non-authoritative answer 。

查询请求

用来标识，查询的请求参数，同时需要在头中设置 QDCOUNT 这个字段。

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|                     QTYPE                     |
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|                     QCLASS                    |
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字段含义如下:

字段注释
QNAME域名被表示为标签序列，每个标签包含一个字节表示后续字符串长度，以及这个字符串，以0长度和空字符串来表示域名结束。请注意，此字段可能是奇数个字节，不需要进行边界填充对齐。
QTYPE2个字节，表示查询类型，取值可以为任何可用的类型值，以及通配码来表示所有的资源记录。
QCLASS2个字节，表示查询的协议类，比如，IN代表Internet

其它

递归查询 VS. 迭代查询

在递归查询模式下，DNS 服务器在接收到客户机请求时，必须使用一个准确的查询结果回复客户机。也就意味着，如果 DNS 服务器本地没有缓存所查询的 DNS 信息，那么该服务器会询问其它服务器，并将返回的查询结果提交给客户机。

而在使用迭代查询时，DNS 服务器会向客户机提供其它能够解析查询请求的 DNS 服务器地址。也就是说，当客户机发送查询请求时，DNS 服务器并不直接回复查询结果，而是告诉客户机另一台 DNS 服务器地址，客户机需要再向这台 DNS 服务器提交请求，依次循环直到返回查询的结果为止。

也就是说，关键的区别是由谁去查询最终的结果。

DDoS

发送大量的 DNS 递归查询会消耗服务端的一定资源，所以，只需要将发送的报文设置一个 RD 标志位即可。

当发送垃圾查询时，例如不存在的域名，必然会导致查询很慢。