DNS
DNS【域名系統：（英文：Domain Name System，縮寫：DNS）】是網際網路的一項服務。 它作為將域名和IP地址相互對映的一個分散式資料庫，能夠使人更方便地訪問網際網路。 DNS使用TCP和UDP埠53。
白話版
就是客戶端（例如：瀏覽器）傳入的網站域名，到DNS列表中找到對應的ip返回給客戶端，然後客戶端根據ip就可以找到對應的伺服器，就可以向伺服器傳送請求了。
說的在直接點：DNS目的就是把對應伺服器IP給客戶端。最後客戶端與伺服器通訊就沒DNS什麼事了。
DNS 報文格式
DNS報文格式，不論是請求報文，還是DNS伺服器返回的應答報文，都使用統一的格式。
Header報文頭Question查詢的問題Answer應答Authority授權應答Additional附加資訊
DNS format
+--+--+--+--+--+--+--+
| Header |
+--+--+--+--+--+--+--+
| Question |
+--+--+--+--+--+--+--+
| Answer |
+--+--+--+--+--+--+--+
| Authority |
+--+--+--+--+--+--+--+
| Additional |
+--+--+--+--+--+--+--+
複製程式碼Header 報文頭
ID:2個位元組(16bit)，標識欄位，客戶端會解析伺服器返回的DNS應答報文，獲取ID值與請求報文設定的ID值做比較，如果相同，則認為是同一個DNS會話。FLAGS:2個位元組(16bit)的標誌欄位。包含以下屬性: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（伺服器狀態請求）,[3,15]保留值;AA: 表示授權回答（authoritative answer）-- 這個位元位在應答的時候才有意義，指出給出應答的伺服器是查詢域名的授權解析伺服器;TC: 表示可截斷的（truncated）--用來指出報文比允許的長度還要長，導致被截斷;RD: 表示期望遞迴(Recursion Desired) -- 這個位元位被請求設定，應答的時候使用的相同的值返回。如果設定了RD，就建議域名伺服器進行遞迴解析，遞迴查詢的支援是可選的;RA: 表示支援遞迴(Recursion Available) -- 這個位元位在應答中設定或取消，用來代表伺服器是否支援遞迴查詢;Z: 保留值，暫未使用;RCODE: 應答碼(Response code) - 這4個位元位在應答報文中設定，代表的含義如下:0: 沒有錯誤。1: 報文格式錯誤(Format error) - 伺服器不能理解請求的報文;2: 伺服器失敗(Server failure) - 因為伺服器的原因導致沒辦法處理這個請求;3: 名字錯誤(Name Error) - 只有對授權域名解析伺服器有意義，指出解析的域名不存在;4: 沒有實現(Not Implemented) - 域名伺服器不支援查詢型別;5: 拒絕(Refused) - 伺服器由於設定的策略拒絕給出應答.比如，伺服器不希望對某些請求者給出應答，或者伺服器不希望進行某些操作（比如區域傳送zone transfer）;[6,15]: 保留值，暫未使用。
QDCOUNT: 無符號16bit整數表示報文請求段中的問題記錄數。ANCOUNT: 無符號16bit整數表示報文回答段中的回答記錄數。NSCOUNT: 無符號16bit整數表示報文授權段中的授權記錄數。ARCOUNT: 無符號16bit整數表示報文附加段中的附加記錄數。
Header format
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ID |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|QR| opcode |AA|TC|RD|RA| Z | RCODE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QDCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ANCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| NSCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ARCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
複製程式碼Question 查詢欄位
QNAME無符號8bit為單位長度不限表示查詢名(廣泛的說就是：域名).QTYPE無符號16bit整數表示查詢的協議型別.QCLASS無符號16bit整數表示查詢的類,比如，IN代表Internet.
Question format
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ... |
| QNAME |
| ... |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QTYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QCLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
複製程式碼Answer/Authority/Additional
這3個欄位的格式都是一樣的。
NAME資源記錄包含的域名.TYPE表示DNS協議的型別.CLASS表示RDA他的類.TTL4位元組無符號整數表示資源記錄可以快取的時間。0代表只能被傳輸，但是不能被快取。RDLENGTH2個位元組無符號整數表示RDA他的長度RDATA不定長字串來表示記錄，格式根TYPE和CLASS有關。比如，TYPE是A，CLASS 是 IN，那麼RDATA就是一個4個位元組的ARPA網路地址。
Answer/Authority/Additional format
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| NAME |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| CLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TTL |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| RDLENGTH |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| RDATA |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
複製程式碼DNS請求報文解析
光說不做假把式。那如何對DNS請求報文進行解析呢。 先來看一下一個DNS請求報文：
6dca 0100 0001 0000 0000 0000 0377 7777
0561 7070 6c65 0363 6f6d 0000 0100 01
複製程式碼這是一個Buffer例項，看完後是不是一臉懵B，別緊張，先看解析後console.log大概的樣子，是不是世界瞬間變美好了。
下面是一個請求查詢www.apple.com網站ip的DNS請求報文。
//Header
ID: <Buffer 6d ca>
FLAG: QR: 0 opcode: 0 AA: 0 TC: 0 RD: 1
RA: 0 zero: 0 recode: 0
QDCOUNT: <Buffer 00 01> ANCOUNT: <Buffer 00 00> NSCOUNT: <Buffer 00 00> ARCOUNT: <Buffer 00 00>
//QUESTION
QNAME: <Buffer 03 77 77 77 05 61 70 70 6c 65 03 63 6f 6d 00> QTYPE: <Buffer 00 01> QCLASS: <Buffer 00 01>
QUESTION STRING: www.apple.com
複製程式碼請求報文解析分為2個小塊：
Header報文頭解析QUESTION查詢問題解析
Header 報文頭解析
對Header部分進行解析。
先確定一下每個欄位的大小：
ID: 2 位元組
QR: 1 bit
opcode: 4bit
AA: 1bit
TC: 1bit
RD: 1bit
RA: 1bit
Z : 3bit
RCODE: 4bit
QDCOUNT: 2 位元組
ANCOUNT: 2 位元組
NSCOUNT: 2 位元組
ARCOUNT: 2 位元組
複製程式碼共12個位元組。
假如我們拋開第[3,4]個位元組，其實很容易就可以把header解析，但是單位為bit的就需要對buffer例項的值進行位運算操作了。
所以以下引數的值可以直接從buffer中獲取：
var header = {};
header.id = buf.slice(0,2);
header.qdcount = buf.slice(4,6);
header.ancount = buf.slice(6,8);
header.nscount = buf.slice(8,10);
header.arcount = buf.slice(10, 12);
複製程式碼難點就是如何獲取第[3,4]的值，首先需要把buffer例項對應的位元組轉成2進位制字串然後轉換為數值，然後按引數的長度計算最後的結果。
第一步，將buffer轉換為2進位制字串然後轉換為數值(假設dns報文是buf)：
//對第3個位元組轉成`2`進位制字串然後轉換為數值
var b = buf.slice(2,3).toString('binary', 0, 1).charCodeAt(0);
複製程式碼第2步，進行資料切割：
首先需要理解下面這個函式，功能無非就是提取從offset開始，長度為length數字位，通過位運算轉換為Integer型別的數然後返回。
說直白一點，就是把你需要的那一段2進位制資料轉換為Integer型別，並返回。
var bitSlice = function(b, offset, length) {
return (b >>> (7-(offset+length-1))) & ~(0xff << length);
};
複製程式碼注意這裡因為只考慮一個位元組 ===
8bit，所以可以寫成(7-(offset+length-1))和0xff << length。假如不是一個位元組，那麼可能需要改變一下里面的數字7和0xff的值。
demo走起：
'use strict';
var buf = Buffer.from([0x2d]);
var b = buf.toString('binary' , 0,1).charCodeAt(0);
console.log(bitSlice(b , 0, 1));//0
console.log(bitSlice(b , 1, 1));//0
console.log(bitSlice(b , 2, 1));//1
console.log(bitSlice(b , 3, 1));//0
console.log(bitSlice(b , 4, 1));//1
console.log(bitSlice(b , 5, 1));//1
console.log(bitSlice(b , 6, 1));//0
console.log(bitSlice(b , 7, 1));//1
console.log(bitSlice(b , 5, 3));//5 === 0000 0101
/**
* 16進位制：0x2d
* 10進位制：45
* 2進位制： 0010 1101
*
* (45,0,1)：45>>>7 & ~(0xff<<1)
* 45>>>7 = 0000 0000
* (0xff<<1) = 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111 1110 510
* ~(0xff<<1) = 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0001 -511 = -((0xff<<1)+1)
*
* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 === 45>>>7
* & 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0001 === ~(0xff<<1)
* ----------------------------------------
* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 0
*
* (45,2,1)：45>>>5 & ~(0xff<<1)
* 45>>>5 = 0000 0001
* (0xff<<1) = 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111 1110 510
* ~(0xff<<1) = 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0001 -511 = -((0xff<<1)+1)
*
* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 === 45>>>5
* & 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0001 === ~(0xff<<1)
* ----------------------------------------
* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 = 1
*/
複製程式碼理解了上面的函式的作用之後就可以真正的使用這個函式取DNS報文Header的第[3,4]位元組中的值。
信手拈來：
//第3個位元組
var b = buf.slice(2,3).toString('binary', 0, 1).charCodeAt(0);
header.qr = bitSlice(b,0,1);
header.opcode = bitSlice(b,1,4);
header.aa = bitSlice(b,5,1);
header.tc = bitSlice(b,6,1);
header.rd = bitSlice(b,7,1);
//第4個位元組
b = buf.slice(3,4).toString('binary', 0, 1).charCodeAt(0);
header.ra = bitSlice(b,0,1);
header.z = bitSlice(b,1,3);
header.rcode = bitSlice(b,4,4);
複製程式碼QUESTION 查詢欄位解析
主要包括了查詢域名，協議型別及類別。
這3個引數QTYPE和QCLASS是固定2位元組，QNAME是不固定的。
所以取資料的時候需要注意，因為QUESTION資訊是跟隨在Header之後，所以要從第12個位元組往後取：
var question = {};
question.qname = buf.slice(12, buf.length-4);
question.qtype = buf.slice(buf.length-4, buf.length-2);
question.qclass = buf.slice(buf.length-2, buf.length);
複製程式碼qname使用的是len+data混合編碼，以0x00結尾。每個字串都以長度開始，然後後面接內容。qname長度必須以8位元組為單位。
例如www.apple.com(注意：中間的.是解析的時候自己新增上去的)，它的buffer例項表示為：
03 77 77 77 05 61 70 70 6c 65 03 63 6f 6d 00
//約等於
3www5apple3com
複製程式碼也就是第一位表示的是長度，後面跟隨相同長度的資料，依此類推。
var domainify = function(qname) {
var parts = [];
for (var i = 0; i < qname.length && qname[i];) {
var len = qname[i] , offset = i+1;//獲取每一塊域名長度
parts.push(qname.slice(offset,offset+len).toString());//獲取每一塊域名
i = offset+len;
}
return parts.join('.');//拼湊成完整域名
};
複製程式碼qtype協議型別. 檢視詳情
協議型別對應的列表：
| 值 | 協議型別 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | A | IPv4地址 |
| 2 | NS | 名字伺服器 |
| 5 | CNAME | 規範名稱定義主機的正式名字的別名 |
| 6 | SOA | 開始授權標記一個區的開始 |
| 11 | WKS | 熟知服務定義主機提供的網路服務 |
| 12 | PTR | 指標把IP地址轉化為域名 |
| 13 | HINFO | 主機資訊給出主機使用的硬體和作業系統的表述 |
| 15 | MX | 郵件交換把郵件改變路由送到郵件伺服器 |
| 28 | AAAA | IPv6地址 |
| 252 | AXFR | 傳送整個區的請求 |
| 255 | ANY | 對所有記錄的請求 |
qclass通常為1，指Internet資料.
應用場景--dns請求代理
將以下程式碼儲存為.js檔案，然後使用Node.js執行，使用相同區域網內的機器配置DNS到這臺機器即可。
以下程式碼僅供參考：
'use strict';
const dgram = require('dgram');
const dns = require('dns');
const fs = require('fs');
const server = dgram.createSocket('udp4');
var bitSlice = function(b, offset, length) {
return (b >>> (7-(offset+length-1))) & ~(0xff << length);
};
var domainify = function(qname) {
var parts = [];
for (var i = 0; i < qname.length && qname[i];) {
var length = qname[i];
var offset = i+1;
parts.push(qname.slice(offset,offset+length).toString());
i = offset+length;
}
return parts.join('.');
};
var parse = function(buf) {
var header = {};
var question = {};
var b = buf.slice(2,3).toString('binary', 0, 1).charCodeAt(0);
console.log('b：',b,buf.slice(2,3));
header.id = buf.slice(0,2);
header.qr = bitSlice(b,0,1);
header.opcode = bitSlice(b,1,4);
header.aa = bitSlice(b,5,1);
header.tc = bitSlice(b,6,1);
header.rd = bitSlice(b,7,1);
b = buf.slice(3,4).toString('binary', 0, 1).charCodeAt(0);
header.ra = bitSlice(b,0,1);
header.z = bitSlice(b,1,3);
header.rcode = bitSlice(b,4,4);
header.qdcount = buf.slice(4,6);
header.ancount = buf.slice(6,8);
header.nscount = buf.slice(8,10);
header.arcount = buf.slice(10, 12);
question.qname = buf.slice(12, buf.length-4);
question.qtype = buf.slice(buf.length-4, buf.length-2);
question.qclass = buf.slice(buf.length-2, buf.length);
return {header:header, question:question};
};
server.on('error' , (err)=>{
console.log(`server error: ${err.stack}`);
});
server.on('message' , (msg , rinfo)=>{
//fs.writeFile('dns.json' ,msg, {flag:'w',endcoding:'utf-8'} ,(err)=>{
// console.log(err);
//});
var query = parse(msg);
console.log('標識ID: ' ,query.header.id);
console.log('標識FLAG: ' , 'QR: ',query.header.qr , 'opcode: ',query.header.opcode , 'AA: ',query.header.aa , 'TC: ',query.header.tc,'RD: ',query.header.rd);
console.log('RA: ',query.header.ra , 'zero: ',query.header.z , 'recode: ',query.header.rcode);
console.log('QDCOUNT: ',query.header.qdcount , 'ANCOUNT: ' , query.header.ancount, 'NSCOUNT: ' , query.header.nscount,'ARCOUNT: ',query.header.arcount);
console.log('QNAME: ',query.question.qname , 'QTYPE: ', query.question.qtype ,'QCLASS: ' , query.question.qclass);
console.log('QUESTION STRING: ' ,domainify(query.question.qname));
server.close();
});
server.on('listening' , ()=>{
var address = server.address();
console.log(`server listening ${address.address}:${address.port}`);
});
server.bind({port:53,address:'8.8.8.8'});//address需要指定到你要用於進行代理的機器ip
複製程式碼