dns協議

DNS是一種可以將域名和IP地址相互映射的以層次結構分佈的數據庫系統。DNS系統採用遞歸查詢請求的方式來響應用户的查詢，為互聯網的運行提供關鍵性的基礎服務。目前絕大多數的防火牆和網絡都會開放DNS服務，DNS數據包不會被攔截，因此可以基於DNS協議建立隱蔽信道，從而順利穿過防火牆，在客户端和服務器之間傳輸數據。 ^[1] 

DNS允許終端用户設備將給定的人類可讀URL轉換為網絡可以理解的機器可用IP地址。Internet Engineering Task Force(IETF)標準組對HTTP和DNS進行了標準化定義。原始的DNS標準是在1987年發佈的，因為用户在使用網絡瀏覽器的同時需要使用其他應用程序，例如將電子郵件地址轉換為IP地址。 ^[2] 

DNS 定義了兩種報文 ，一種為查詢報文；另一種是對查詢報文的響應，稱為響應報文。無論是查詢報文還是響應報文，都有12個字節的頭和查詢問題。 ^[3] 

(1)標識：佔兩個字節，同一個問題的查詢和響應標識必須相同。 ^[3] 

(2)標誌：佔兩個字節QR：這一位是查詢和響應報文的標誌，0表示查詢報文，1表示響應報文；Opcode：操作碼佔4bit，值為0表示標準查詢，值為1表示反向查詢，值為2表示服務器狀態請求。標準查詢是給出主機名查詢其對應的IP；反向查詢是給出IP查詢其對應的主機名；AA：佔1bit，表示該域名服務器是否是授權給該域的，1表示授權，0表示未授權；TC：佔1bit，表示是否可截斷。當使用UDP時，若此位為1，表示當響應報文的總長度超過512字節時，只返回前512個字節，是可截斷的；RD：佔1bit，表示是否期望遞歸。為1時表示查詢方式是遞歸查詢；如果該位為0，且被請求的域名服務器沒有一個授權回答，則查詢方式為迭代查詢；RA：佔1bit，表示是否

可用遞歸。如果域名服務器支持遞歸查詢，則在響應中將該比特設置為1，大多數名字服務器都提供遞歸查詢，除

了某些根服務器；隨後的3bit字段必須為0；Rcode：結果代碼佔4bit，值為0表明沒有差錯，值為1表明報

文格式出錯，值為2表明服務器查詢失敗，值為3表明名字出錯。 ^[3] 

(3)問題數、回答資源記錄數、授權資源記錄數、附加資源記錄數分別描述各自的記錄數目。對於查詢報文，

問題數通常是1，而其他三項則均為0。響應報文隨問題不同而變化。 ^[3] 

(4)查詢問題：由查詢名、查詢類型、查詢類三部分組成。查詢名是要查找的名字，它是一個或多個標識符的

序列，它的存儲方法是先存儲每個子域的字符數，再存儲相應的字符，依次存儲，最後填寫一個0字節；查詢類型

佔兩個字節，常用的有（A，1）代表IP地址、（NS，2）代表名字服務器、（PTR，12）代表指針記錄；查詢類佔兩個字節，通常為（IN，1），指互聯網地址。 ^[3] 

(5)資源記錄：只出現在響應報文中，它們有一種統一的格式。 ^[3] 

下面分析一個正向解析的查詢和響應報文：即已知主機名www.safepro.com.cn查詢其對應的IP值。查

詢報文（用嗅探器抓的包）。

響應報文中的回答資源記錄列出了查詢結果，即www.safepro.com.cn對應的IP為211.154.170.7；授權資源記錄列出了該主機名所屬域由ns1.cendata.net和ns2.cendata.net這兩個域名服務器來進行管理；附加資源記錄列出了這兩個域名服務器所對應的IP地址，也就説執行主機名www.safepro.com.cn查詢的可以是這兩個域名服務器之一。 ^[3] 

DNS是一種可以將域名和IP地址相互映射的層次結構的分佈式數據庫系統，主要包括如下3個組成部分：

(1)域名空間(domain name space)和資源記錄(resource record)；

(2)域名服務器(name server)；

(3)解析器(resolver)。 ^[4] 

DNS系統採用遞歸查詢請求的方式來響應用户的查詢，其一般過程如下：

(1)客户端首先向首選域名服務器查詢。 ^[4] 

(2)首選域名服務器檢查本地資源記錄，如果存在則作權威回答，如果不存在，則檢查本地緩存，如果有記錄則直接返回結果。若本地資源記錄和緩存記錄都不存在，則向根域名服務器查詢。 ^[4] 

(3)根域名服務器返回相應頂級域的權威域名服務器的地址，首選域名服務器繼續向該頂級權威域名服務器查詢。 ^[4] 

(4)頂級權威域名服務器返回次級域的權威域名服務器地址，首選域名服務器如此迭代查詢，直到得到對查詢域名的權威回答，保存在本地緩存中並返回給客户端，完成此次查詢。目前絕大多數的網絡都會開放DNS服務，DNS數據包不會被防火牆等網絡安全防護設備攔截，因此，可以基於DNS協議建立隱蔽通道，從而順利穿過防火牆，在客户端和服務器之間隱蔽地傳輸數據。 ^[4] 

未來將會有數十億個物聯網設備具有5G連接性，DNS將為這些設備的發現和尋址創造全新的需求。IETF也已經開始進行一些關鍵的協議開發，比如以DNS-SD為代表的“DNS Service Discovery”。DNS—SD允許所有設備在對等體中相互組播，來快速發現本地設備和服務。在智能住宅設置中，例如，這將允許燈控開關可以自動控制所有燈具，而不需要任何人機配置或管理步驟。因此，與傳統的DNS方法相比，DNS—SD將在未來更有效地擴展，這需要集中查詢服務器和大量手動配置功能的實現。 ^[2]