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DNS协议

[TOC]

DNS名称空间

DNS名称空间形成了层级结构，顶部的树根未命名。

顶级域名（TLD）包含：

• gTLD 通用顶级域名

  • 通用

  • 通用限制

  • 赞助

• ccTLD 国际代码顶级域名
• IND ccTLD 国际化国家代码顶级域名
• ARPA（基础设施）

DNS命名语法规则

顶级域名（TLD）+子域名（subdomain）

DNS协议

主要由2部分构成：

1. 用于执行对DNS特定名称查询的查询/响应协议
2. 名称服务器用于交换数据库记录的协议（区域传输）

DNS消息格式

dns消息格式：dns头部（12字节）+区段（变长）

dns消息末尾的可变长度区段包含：

• 问题

• 回答

• 授权

• 额外信息

等名称；每个名称由一系列标签组成；

标签分2类：

• 数据标签（data label）

  包含标签字符

  格式：[接下来的标签字符长度+标签字符]+[接下来的标签字符长度+标签字符]+...+0

  例:www.person.com的标签值如下:|3|w|w|w|7|p|e|a|r|s|o|n|3|c|o|m|0|

  注意:标签字符最长63字节

• 压缩标签（compression label）

  例:usc.edu和ucla.edu的压缩标签值如下:|3|u|s|c|3|e|d|u|0|4|u|c|l|a|192|4|0|

  192: 表示压缩标签

  192后面的4表示: 偏移到index=4的位置:...|3|...

  压缩标签可以通过引用其他标签从而节省空间

RCODE域中使用的前10个错误类型：

值	名称	参考	描述和目的
0	NoError	[RFC1035]	没有错误
1	FormErr	[RFC1035]	格式错误；查询不能被解读
2	ServFail	[RFC1035]	服务器失效；服务器的处理错误
3	NXDomain	[RFC1035]	不存在域名；引用了未知域名
4	NotImp	[RFC1035]	没有实现；请求在服务器端不被支持
5	Refused	[RFC1035]	拒绝；服务器不希望提供回答
6	YXDomain	[RFC2136]	名称存在但是不应该存在（用于更新）
7	YXRRSet	[RFC2136]	RRSet存在但是不应该存在（用于更新）
8	NXRRSet	[RFC2136]	RRSet不存在但是应该存在（用于更新）
9	NotAuth	[RFC2136]	服务器不是为该区域授权的（用于更新）
10	NotZone	[RFC2136]	在区域中不包含名称（用于更新）

实现

TODO

IP协议

格式

DNS名字服务器使用的熟知端口号无论对UDP还是TCP都是53。

DNS同时支持UDP和TCP，一般使用UDP，以下2种情况需要使用TCP：

• 当查询数据过大以至于产生了数据截断（TC标志为1），这时，需要利用TCP的分片能力来进行数据传输。
• 当主服务器（master）和辅服务器（slave）之间通信，辅服务器要拿到主服务器的zone信息。

IPv4 UDP数据报：

IPv4	UDP头部	DNS固定头部	问题区段	回答区段	授权区段	额外信息区段
20字节：无选项	8字节	12字节	可变长	可变长	可变长	可变长

DNS消息通常封装在UDP/IPv4数据报中，并且其长度限制为512字节，除非不使用TCP和EDNS0.每个区段（除了问题区段）包含一组资源记录；

注意：小的消息用UDP传输，消息太大就会切换成TCP

问题区段格式

• 查询名称（Query Name）

  要被查询的域名

• 查询类型（Query Type）

  正在执行的查询类型

• 查询类（Query Class）

  • 1: 互联网类
  • 254: 没有类
  • 255: 所有类

回答/授权额外区段格式

• 名称（Name）: 拥有者
• 类型（Type）: 资源记录类型（RR）
• 类（Class）: 1: 互联网数据...
• TTL（Time to live）: RR可以被缓存的秒数
• RDLENGTH（Data length）: 资源数据长度；指定RDATA字段的字节数
• RDATA: 资源数据

资源记录类型

在DNS协议消息中使用的流行的资源记录类型和查询类型：

值	RR类型	参考	描述和目的
1	A	[RFC1035]	IPv4地址记录（32位IPv4地址）
2	NS	[RFC1035]	名称服务器；提供区域授权名称服务器的名称
5	CNAME	[RFC1035]	规范名称；讲一个名称映射为另一个（提供一种形式的名称别名）
6	SOA	[RFC1035]	授权开始；为区域提供授权信息（名称服务器，联系的电子邮件地址，序列号，区域传输计时器）
12	PTR	[RFC1035]	指针；提供地址到（规范）名称的映射；在in-addr.arpa和ip6.arpa域中用于IPv4和IPv6的逆向查询
15	MX	[RFC1035]	邮件交换器；为一个域提供电子邮件处理主机的名称
16	TXT	[RFC1035] [RFC1464]	文本；提供各种信息（如，与SPF发垃圾邮件方案一起使用以识别授权电子邮件服务器）
28	AAAA	[RFC3596]	IPv6地址记录（128位IPv6地址）
33	SRV	[RFC2782]	服务器选择；通用服务的传输终点
35	NAPTR	[RFC3403]	名称授权指针；支持交替的名称空间
41	OPT	[RFC2671]	伪RR；支持更大的数据报，标签，ENDS0中的返回码
251	IXFR	[RFC1995]	增量区域传输
252	AXFR	[RFC1035] [RFC5936]	完全区域传输；通过TCP运载
255	(ANY)	[RFC1035]	请求任意记录

DNS查询

正向查询

根据域名查IP。

反向查询

根据ip查域名。

DNS使用另一棵子树来维护ip->域名的对应表，这个子树的根节点是in-addr.arpa，例：一个IP(192.168.11.2)所具有的DNS地址是2.11.168.192.in-addr.arpa(ip倒置)。在DNS系统里面，一个反向地址对应一个PTR记录（对应A记录），所以反向查询又叫做指针查询(PTR)。

动态更新(DNS UPDATE)

向一个区域的授权DNS服务器发送动态更新的DNS消息，服务器收到消息后评估先决条件（prerequisite），为真就执行更新。

5种先决条件: todo

先决条件类型（语义）	类设置	类型设置	RDATA设置
RRSet存在（不依赖于值）	ANY	与区域的类型相同	空
RRSet存在（依赖于值）	与区域的类相同	正在被检查的类型	正在被检查的RRSet
RRSet不存在	NONE	正在被检查的类型	空
名称在使用	ANY	ANY	空
名称没有使用	NONE	ANY	空

Update区段中使用的RR类和类型字段说明了更新类型: todo

用法	类设置	类型设置	RDATA
向RRSet添加RR	与区域的类相同	正被添加的RR的类型	正被添加的RR的RDATA
删除RRSet	ANY	正被删除的RRSet的类型	空（TTL和RDLENGTH也是0）
从名称中删除所有的RRset	ANY	ANY	空（TTL和RDLENGTH也是0）
从RRset中删除RR	NONE	正被删除的RR的类型	要删除的匹配的RDATA

区域传输和DNS通知

主服务器到从服务器内容同步。

参考

[1] TCP/IP详解-卷一