DNS協議詳解
foxmail新版中有一個《郵件特快專遞》的功能。起先搞不懂如何用,后來知道要在 工具->系統選項 那邊設置 本地DNS服務器的IP地址。
覺得這個新功能蠻好用的。不需要通過SMTP代理,可以直接通過本地往郵箱所在的郵件交換器發送郵件。在暑假一開始想在VC++中實現這個功能。用IRIS截包后,發現程序后mx8.263.net發送郵箱,不知道這個是什么東西所以作罷。 后來才想到這個就是263.net的MX記錄主機,原來特快專遞的原理就是往這個主機上發送數據就行。
運行nslookup程序:
set type=mx
263.net
有了,有了,得到結果:
Non-authoritative answer:
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx06.263.net
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx08.263.net
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx09.263.net
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx11.263.net
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx12.263.net
263.net MX preference = 40, mail exchanger = mx03.263.net
263.net MX preference = 10, mail exchanger = mx01.263.net
沒有錯了。就是這個了。后來因為不知道怎么實現nslookup的功能,就放棄了,學了半個多月的C#。后來偶然在網上查找到了一些相關的文檔。幾次實驗。把我的開發過程拿過來分享,我***次寫教程性文檔。所以不規范之處,請大家包涵。本文涉及的域名、郵箱及IP均為真實的。
二、DNS協議原理
我認為,要想成為一個好的網絡軟件程序員,必須得讀懂RFC文檔。因為本文是面向大多廣泛程序愛好者,所以我盡量從細節上寫,如果高手的話,可以跳過此部分。
DNS協議的相關RFC文檔:
RFC1034-《DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES》
RFC1035-《DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION》
網上的計算機用形如 220.162.75.1 這樣稱為IP地址的數字串來標識一臺計算機。而如果每次訪問一臺計算機都是通過輸入這樣的東東來訪問,那不就太可怕了?以是出了DNS這樣的好東東,用要指示其綁定的IP地址,當我們在瀏覽器內輸入 http://zzsy.com 時,瀏覽器不知道網頁該到哪里取,于是就向設定好的DNS服務器查詢zzsy.com這個域名。DNS服務器會先尋找自己的記錄庫,如果沒有發現就轉向上一級DNS服務器進行查詢(轉發請求)。把找到后的IP告知你的瀏覽器。這里邊瀏覽器查詢的記錄類型是A記錄。RFC1035文檔第11頁中定義有16種記錄類型,而常見的有A(地址)記錄、CNAME(別名)記錄、MX(郵件交換)記錄。我們本篇要關心的是MX記錄。
查詢的過程一般是:客戶向DNS服務器的53端口發送UDP報文,DNS服務器收到后進行處理,并把結果記錄仍以UDP報文的形式返回過來。
此UDP報文的一般格式:
+---------------------+
| 報文頭 |
+---------------------+
| 問題 | 向服務器提出的查詢部分
+---------------------+
| 回答 | 服務器回復的資源記錄
+---------------------+
| 授權 | 權威的資源記錄
+---------------------+
| 格外的 | 格外的資源記錄
+---------------------+
除了報文頭是固定的12字節外,其他每一部分的長度均為不定字節數。
我們在這邊關心的是報文頭、問題、回答這三個部分。
其中報文頭的格式:
1 1 1 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ID |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|QR| Opcode |AA|TC|RD|RA| Z | RCODE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QDCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ANCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| NSCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ARCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
好家伙,是什么鬼畫符!
其中最上邊是位的數字標識,0-15(注意,后邊的10-15寫成上下的形式了,一開始我楞沒看懂)。#p#
接下來是:
ID:占16位,2個字節。此報文的編號,由客戶端指定。DNS回復時帶上此標識,以指示處理的對應請應請求。
QR:占1位,1/8字節。0代表查詢,1代表DNS回復
Opcode:占4位,1/2字節。指示查詢種類:0:標準查詢;1:反向查詢;2:服務器狀態查詢;3-15:未使用。
AA:占1位,1/8字節。是否權威回復。
TC:占1位,1/8字節。因為一個UDP報文為512字節,所以該位指示是否截掉超過的部分。
RD:占1位,1/8字節。此位在查詢中指定,回復時相同。設置為1指示服務器進行遞歸查詢。
RA:占1位,1/8字節。由DNS回復返回指定,說明DNS服務器是否支持遞歸查詢。
Z:占3位,3/8字節。保留字段,必須設置為0。
RCODE:占4位,1/2字節。由回復時指定的返回碼:0:無差錯;1:格式錯;2:DNS出錯;3:域名不存在;4:DNS不支持這類查詢;5:DNS拒絕查詢;6-15:保留字段。
QDCOUNT:占16位,2字節。一個無符號數指示查詢記錄的個數。
ANCOUNT:占16位,2字節。一個無符號數指明回復記錄的個數。
NSCOUNT:占16位,2字節。一個無符號數指明權威記錄的個數。
ARCOUNT:占16位,2字節。一個無符號數指明格外記錄的個數。
其中每個查詢的資源記錄格式:
1 1 1 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ QNAME /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QTYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QCLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
QNAME:不定長,表示要查詢的域名。(兩邊的方框用 / 來表示不定長)
QTYPE:2字節,根據RFC1035及nslookup的幫助文檔,我定義以下枚舉類型:
enum QueryType //查詢的資源記錄類型。
{
A=0x01, //指定計算機 IP 地址。
NS=0x02, //指定用于命名區域的 DNS 名稱服務器。
MD=0x03, //指定郵件接收站(此類型已經過時了,使用MX代替)
MF=0x04, //指定郵件中轉站(此類型已經過時了,使用MX代替)
CNAME=0x05, //指定用于別名的規范名稱。
SOA=0x06, //指定用于 DNS 區域的“起始授權機構”。
MB=0x07, //指定郵箱域名。
MG=0x08, //指定郵件組成員。
MR=0x09, //指定郵件重命名域名。
NULL=0x0A, //指定空的資源記錄
WKS=0x0B, //描述已知服務。
PTR=0x0C, //如果查詢是 IP 地址,則指定計算機名;否則指定指向其它信息的指針。
HINFO=0x0D, //指定計算機 CPU 以及操作系統類型。
MINFO=0x0E, //指定郵箱或郵件列表信息。
MX=0x0F, //指定郵件交換器。
TXT=0x10, //指定文本信息。
AAAA=0x1c,//IPV6資源記錄。
UINFO=0x64, //指定用戶信息。
UID=0x65, //指定用戶標識符。
GID=0x66, //指定組名的組標識符。
ANY=0xFF //指定所有數據類型。
};
QTYPE:2字節。 根據RFC1035及nslookup的幫助文檔,我定義以下枚舉類型:
enum QueryClass //指定信息的協議組。
{
IN=0x01, //指定 Internet 類別。
CSNET=0x02, //指定 CSNET 類別。(已過時)
CHAOS=0x03, //指定 Chaos 類別。
HESIOD=0x04,//指定 MIT Athena Hesiod 類別。
ANY=0xFF //指定任何以前列出的通配符。
};
QTYPE中的A,MX,CNAME為常用,QCLASS中的IN為常用。#p#
其中每個回復的記錄格式:
1 1 1 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ /
/ NAME /
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| CLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TTL |
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| RDLENGTH |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--|
/ RDATA /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
NAME:回復查詢的域名,不定長。
TYPE:回復的類型。2字節,與查詢同義。指示RDATA中的資源記錄類型。
CLASS:回復的類。2字節,與查詢同義。指示RDATA中的資源記錄類。
TTL:生存時間。4字節,指示RDATA中的資源記錄在緩存的生存時間。
RDLENGTH:長度。2字節,指示RDATA塊的長度。
RDATA:資源記錄。不定義,依TYPE的不同,此記錄的格示不同,通常一個MX記錄是由一個2字節的指示該郵件交換器的優先級值及不定長的郵件交換器名組成的。
這邊述說一下名稱的組合形式。名稱由多個標識序列組成,每一個標識序列的首字節說明該標識符的長度,接著用是ASCII碼表示字符,多個序列之后由字節0表示名字結束。其中某一個標識序列的首字符的長度若是0xC0的話,表示下一字節指示不是標識符序列,而是指示接下部分在本接收包內的偏移位置。
比如 bbs.zzsy.com 以.分開bbs、zzsy、com三個部分。每個部分的長度為3、4、3
在DNS報文中的形式就如 3 b b s 4 z z s y 3 c o m 0
假如在包內的第12個字節位置存在有 4 z z s y 3 c o m 0 這樣的名稱了。
那此時有可能為:3 b b s 4 z z s y 0xC0 0x0C 這樣的形式。
三、DNS協議實例講解
說了這么多理論屁話,可能頭都有兩個大了吧。還是用一個實例的方法來說明吧。
我選用著名的網絡截包及協議分析工具IRIS 4.05,您可以從我的站點上下載:
http://itboy.cn/data/Iris405Full.rar
運行Iris,點擊菜單的Filters 選 Port標簽頁 運用 53 端口后點確定。
點擊Iris工具欄上的綠色運行圖標進行監聽。
在windows中運行nslookup程序。
輸入以下命令:
set type=mx
然后返回nslookup程序。
再輸入命令:
yahoo.com.cn
會得到
yahoo.com.cn MX preference = 20, mail exchanger = mx5.mail.yahoo.com
yahoo.com.cn MX preference = 10, mail exchanger = mta-v1.mail.
● DNS報文格式:

該報文由12字節的首部和4個長度可變的字段組成。
標識字段由客戶程序設置并有服務器返回結果。#p#
16bit的標志字段 如下:

QR:0表示查詢報文,1表示響應報文
Opcode:通常值為0(標準查詢),其他值為1(反向查詢)和2(服務器狀態請求)。
AA:表示授權回答(authoritative answer).
TC:表示可截斷的(truncated)
RD:表示期望遞歸
RA:表示可用遞歸
隨后3bit必須為0
Rcode:返回碼,通常為0(沒有差錯)和3(名字差錯)
后面4個16bit字段說明***4個變長字段中包含的條目數。
問題部分:
報文格式:

查詢名為要查找的名字,它由一個或者多個標示符序列組成。每個標示符已首字節數的計數值來說明該標示符長度,每個名字以0結束。計數字節數必須是0~63之間。該字段無需填充字節。如:gemini.tuc.noao.edu

每個問題有一個查詢類型,通常查詢類型為A(由名字獲得IP地址)或者PTR(獲得IP地址對應的域名)
資源記錄部分:
報文格式:
DNS***3個字段,回答字段,授權字段和附加信息字段均采用資源記錄RR(Resource Record)的相同格式。

域名是記錄中資源數據對應的名字。它的格式和查詢名字段格式相同。
類型說明R R的類型碼。類通常為1,指I n t e r n e t數據。
生存時間字段是客戶程序保留該資源記錄的秒數。
資源數據長度說明資源數據的數量。該數據的格式依賴于類型字段的值。對于類型1(A記錄)資源數據是4字節的I P地址。
● 數據包DNS 查詢:(DNS query)
0000 00 19 56 6e 19 bf 00 17 a4 1a b2 e0 08 00 45 00 ..Vn.... ......E.
0010 00 3b ed c6 00 00 80 11 e3 c3 ac 15 0f 04 ac 15 .;...... ........
0020 01 f9 04 a9 00 35 00 27 2f bd 3e 3a 01 00 00 01 .....5.' /.>:....
0030 00 00 00 00 00 00 03 77 77 77 06 67 6f 6f 67 6c .......w ww.googl
0040 65 02 63 6e 00 00 01 00 01 e.cn.... .
說明:
前面三段分別為以太網包頭,ip包頭和UDP包頭。
從0020行后面開始為DNS數據包.
3e 3a 為標識字段
01 00 為標志字段,該字段設置了TC表示該報文是可截斷的。
00 01 查詢報文數量為1。
00 00 00 00 00 00 表示回答,授權和額外信息都為0。
03 77 77 77 06 67 6f 6f 67 6c 65 02 63 6e 00 表示查詢的名字為
www.google.com
00 01 為類型,1表示A查詢
00 01 為類,1表示Internet數據。
數據包 DNS response (DNS response)
0000 00 17 a4 1a b2 e0 00 19 56 6e 19 bf 08 00 45 00 ........ Vn....E.
0010 00 78 48 af 00 00 7d 11 8b 9e ac 15 01 f9 ac 15 .xH...}. ........
0020 0f 04 00 35 04 a9 00 64 75 db 3e 3a 81 80 00 01 ...5...d u.>:....
0030 00 03 00 00 00 00 03 77 77 77 06 67 6f 6f 67 6c .......w ww.googl
0040 65 02 63 6e 00 00 01 00 01 c0 0c 00 05 00 01 00 e.cn.... ........
0050 00 05 42 00 11 02 63 6e 01 6c 06 67 6f 6f 67 6c ..B...cn .l.googl
0060 65 03 63 6f 6d 00 c0 2b 00 01 00 01 00 00 00 5f e.com..+ ......._
0070 00 04 cb d0 21 65 c0 2b 00 01 00 01 00 00 00 5f ....!e.+ ......._
0080 00 04 cb d0 21 64 ....!d
說明:
前面三段分別為以太網包頭,ip包頭和UDP包頭。
3e 3a 為標識字段
81 80 為標志字段,其中設置了QR = 1,RD = 1,RA = 1
00 01 問題數1,00 03 回答數3,其余兩個為0。
03 77 77 77 06 67 6f 6f 67 6c 65 02 63 6e 00 表示查詢的名字為
www.google.com
00 01 為類型,1表示A查詢
00 01 為類,1表示Internet數據。
接下來為回答報文,
c0 0c 為域名指針
00 05 表示CNAME(規范名稱)
00 01 類,表示為Internet數據
00 00 05 42 生存時間
00 11 數據長度
02 63 6e 01 6c 06 67 6f 6f 67 6c 65 03 63 6f 6d 00 為數據 cn.l.google.cn
然后接下來兩段為另外兩個回答。
***的數據為IP地址