DNS工作原理与报文解析

发布于:2025-05-13 ⋅ 阅读:(17) ⋅ 点赞:(0)

域名(例如:www.baidu.com)是我们普通用户常常用于业务访问的一种方式,相比IP地址而言更加简洁方便且易于推广。那么,如何将域名转换为对应主机的IP地址呢?这里就需要涉及到域名查询服务了,这里介绍一种方式:DNS协议。

工作流程图

在这里插入图片描述

DNS报文解析

所谓DNS其实就是一套分布式的域名服务系统,每个DNS服务器上都存放着大量的域名和IP地址的映射,且是动态更新的。客户端程序使用DNS协议来向DNS服务器查询目标主机的IP地址

DNS查询与应答报文

0                              15                                 31
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|         16位标识               |          16位标志                 |
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|         16位问题个数           |          16位应答资源记录个数       |
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|        16位授权资源记录数目     |          16位额外的资源记录数目      |
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|                       查询问题(长度可变)                          |
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|              应答(资源记录数目可变,长度可变)                       |
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|              授权(资源记录数目可变,长度可变)                       |
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|             额外信息(资源记录数目可变,长度可变)                     | 
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				       DNS查询和应答报文
  • 标识字段:16位,标记一对DNS查询和应答。

  • 标志字段:16位,协商具体的通信方式和反馈通信状态。

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    |  QR  |  opcode  |  AA  |  TC  |  RD  |  RA  |  zero  |  rcode  |
    ------------------------------------------------------------------
       14111134位
                          DNS报文头部的标志字段
    
    • QR:查询/应答标志。0表示这是查询报文,1表示应答报文。
    • opcode:定义查询和应答的类型,0表示标准查询、1表示反向查询(由IP获取域名)、2表示请求服务器状态。
    • AA:授权应答标志,仅由应答报文使用,1表示域名服务器是授权服务器。
    • TC:截断标志,仅当DNS报文使用UDP服务时使用。UDP数据报有长度限制,过长报文会被截断。1表示DNS报文超过512字节,并被截断。
    • RD:递归查询标志。1表示执行递归查询(无法解析某个主机名,将其他已知的DNS服务器地址返回给客户端)
    • RA:允许递归标志。(仅由应答报文使用,1表示DNS服务器支持递归查询)
    • zero:这三位未用,必须都设置为0。
    • rcode:4位返回码,表示应答状态,常用值为0(无错误)和3(域名不存在)
  • 查询问题字段:对于查询报文,一般包含一个查询问题,应答资源记录数、授权资源记录数、额外资源记录数为0。(应答报文的应答资源记录数至少为1,其余可0或非0)

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    |                  查询名(可边长)              |
    -----------------------------------------------
    |       16位查询类型     |    16位查询类         |
    -----------------------------------------------
                      DNS查询问题的格式
    
    • 查询名:封装了查询的主机域名,16位查询类型表示如何执行查询操作。

      类型A:值为1,表示获取目标主机的IP地址
      类型CNAME:值为5,表示获得目标主机的别名
      类型PTR:值为12,表示反向查询
      
  • 应答字段:使用资源记录格式,

  • 授权字段:使用资源记录格式

  • 额外信息字段:使用资源记录格式

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    ---------------------------------------
    |              32位域名                 |
    ---------------------------------------
    |       16位类型   |      16位类        |
    ---------------------------------------
    |            32位生存时间               |
    --------------------------------------
    |  16位资源数据长度  |                   |
    --------------------------------------
    |              资源数据                 |
    --------------------------------------
                资源记录格式
    
    • 32该记录中的与资源对应的名字,其格式和查询问题中的查询名字段一致。
    • 16位类型和16位类字段也与DNS查询问题的对应字段相同
    • 32位生存时间表示该查询记录结果可被本地客户端程序缓存多长时间,单位(秒)
    • 16位资源数据长度字段,和资源数据字段的内容取决与类型字段,类型A(资源数据是32位的IPv4地址),而资源数据长度则为4(字节)

参考链接

一张图看懂DNS域名解析全过程 - crazyYong - 博客园