IOS下三種DNS解析方式分析（LocalDns）

茉莉兒發表於2019-03-04
iOSDNS

背景

最近在做iOS的DNS解析，順便研究了下iOS端本地的DNS解析方式（localDNS）,也就是不依賴Http請求，而是用原始的API進行解析，雖然有HttpDNS但是考慮到成本、第三方服務穩定性的問題，LocalDNS仍然是一個很重要的部分，在iOS系統下，localDNS的解析方式有三種，下面主要對三種方式進行下利弊分析及簡單的原理介紹。

方式一

這個也是我一開始在專案中使用的方式。

1：struct hostent	*gethostbyname(const char *);
2：struct hostent	*gethostbyname2(const char *, int);
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兩個函式作用完全一樣，返回值一樣，但是第一個只能用於IPV4的網路環境，而第二個則IPV4和IPV6都可使用，可以通過第二個引數傳入當前的網路環境。

使用方式：
 CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    
    char   *ptr, **pptr;
    struct hostent *hptr;
    char   str[32];
    ptr = "www.meitu.com";
    NSMutableArray * ips = [NSMutableArray array];

     if((hptr = gethostbyname(ptr)) == NULL)
    {
        return;
    }

    for(pptr=hptr->h_addr_list; *pptr!=NULL; pptr++) {
         NSString * ipStr = [NSString stringWithCString:inet_ntop(hptr->h_addrtype, *pptr, str, sizeof(str)) encoding:NSUTF8StringEncoding];
         [ips addObject:ipStr?:@""];
    }

    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    NSLog(@"22222 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ips,end - start);
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使用gethostbyname方法後會得到一個struct,也就是上文的struct hostent *hptr：

struct hostent {
	char	*h_name;	/* official name of host */
	char	**h_aliases;	/* alias list */
	int	h_addrtype;	/* host address type */
	int	h_length;	/* length of address */
	char	**h_addr_list;	/* list of addresses from name server */
#if !defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(_DARWIN_C_SOURCE)
#define	h_addr	h_addr_list[0]	/* address, for backward compatibility */
#endif /* (!_POSIX_C_SOURCE || _DARWIN_C_SOURCE) */
};
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引數解析：

  • hostent->h_name
    表示的是主機的規範名。例如www.baidu.com的規範名其實是www.a.shifen.com。

  • hostent->h_aliases
    表示的是主機的別名www.baidu.com的別名就是他自己。有的時候，有的主機可能有好幾個別名，這些，其實都是為了易於使用者記憶而為自己的網站多取的名字。

  • hostent->h_addrtype
    表示的是主機ip地址的型別，到底是ipv4(AF_INET)，還是pv6(AF_INET6)

  • hostent->h_length
    表示的是主機ip地址的長度

  • hostent->h_addr_lisst
    表示的是主機的ip地址，注意，這個是以網路位元組序儲存的。不要直接用printf帶%s引數來打這個東西，會有問題的哇。所以到真正需要列印出這個IP的話，需要呼叫const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt)，來把它轉成char。詳細使用見上文

缺點：

  • 在進行網路切換的時候小概率卡死，自測十次有一兩次左右。

  • 在本地的LocalDns被破壞的時候會必卡死30秒，然後返回nil 。

  • 快取是個玄學東西，他會對自己解析出來的IP進行快取（可能是運營商快取）快取時間不確定，有可能我即使切換了無數個網路，但是從早到晚同一個域名總是解析出同樣的IP，

  • 網上說的比較多的問題

    image.png

方式二

除了經常用到的gethostbyname(3)和gethostbyaddr(3)函式以外, Linux(以及其它UNIX/UNIX-like系統)還提供了一套用於在底層處理DNS相關問題的函式(這裡所說的底層僅是相對gethostbyname和gethostbyaddr兩個函式而言). 這套函式被稱為地址解析函式(resolver functions)。曾經嘗試過這個方式…

int		res_query __P((const char *, int, int, u_char *, int));
函式原型為：
int res_query(const char *dname, int class, int type, unsigned char *answer, int anslen)
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這個方式需要在專案中新增libresolv.tbd庫，因為要依賴於庫中的函式去解析。res_query用來發出一個指定類(由引數class指定)和型別(由引數type指定)的DNS詢問. dname是要查詢的主機名. 返回資訊被儲存在answser指向的記憶體區域中. 資訊的長度不能大於anslen個位元組. 這個函式會建立一個DNS查詢報文並把它傳送到指定的DNS伺服器。

使用方式
CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();

    unsigned char auResult[512];
    int nBytesRead = 0;
    
    nBytesRead = res_query("www.meitu.com", ns_c_in, ns_t_a, auResult, sizeof(auResult));
    
    ns_msg handle;
    ns_initparse(auResult, nBytesRead, &handle);
    
    NSMutableArray *ipList = nil;
    int msg_count = ns_msg_count(handle, ns_s_an);
    if (msg_count > 0) {
        ipList = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:msg_count];
        for(int rrnum = 0; rrnum < msg_count; rrnum++) {
            ns_rr rr;
            if(ns_parserr(&handle, ns_s_an, rrnum, &rr) == 0) {
                char ip1[16];
                strcpy(ip1, inet_ntoa(*(struct in_addr *)ns_rr_rdata(rr)));
                NSString *ipString = [[NSString alloc] initWithCString:ip1 encoding:NSASCIIStringEncoding];
                if (![ipString isEqualToString:@""]) {
                    
                    //將提取到的IP地址放到陣列中
                    [ipList addObject:ipString];
                }
            }
        }
        CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
        NSLog(@"11111 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ipList,end - start);
    }
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引數解析

由於該邏輯是Linux底層提供的程式碼，蘋果用巨集做了一次封裝，具體的函式含義還需要對Linux核心的理解，這裡放一篇參考資料

優點：
  • 在LocalDns被破壞掉的情況下能及時響應不會延遲。
  • 沒有快取，快取由開發者控制
缺點
  • 在進行網路切換時候3G/4G切wify高概率出現卡死
    這一個缺點是比較致命的，所以沒有再繼續使用。

方式三

蘋果原生的DNS解析

Boolean CFHostStartInfoResolution (CFHostRef theHost, CFHostInfoType info, CFStreamError *error);
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使用方法：
    Boolean result,bResolved;
    CFHostRef hostRef;
    CFArrayRef addresses = NULL;
    NSMutableArray * ipsArr = [[NSMutableArray alloc] init];

    CFStringRef hostNameRef = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault, "www.meitu.com", kCFStringEncodingASCII);
    
    hostRef = CFHostCreateWithName(kCFAllocatorDefault, hostNameRef);
    CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    result = CFHostStartInfoResolution(hostRef, kCFHostAddresses, NULL);
    if (result == TRUE) {
        addresses = CFHostGetAddressing(hostRef, &result);
    }
    bResolved = result == TRUE ? true : false;
    
    if(bResolved)
    {
        struct sockaddr_in* remoteAddr;
        for(int i = 0; i < CFArrayGetCount(addresses); i++)
        {
            CFDataRef saData = (CFDataRef)CFArrayGetValueAtIndex(addresses, i);
            remoteAddr = (struct sockaddr_in*)CFDataGetBytePtr(saData);
            
            if(remoteAddr != NULL)
            {
                //獲取IP地址
                char ip[16];
                strcpy(ip, inet_ntoa(remoteAddr->sin_addr));
                NSString * ipStr = [NSString stringWithCString:ip encoding:NSUTF8StringEncoding];
                [ipsArr addObject:ipStr];
            }
        }
    }
    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    NSLog(@"33333 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ipsArr,end - start);
    CFRelease(hostNameRef);
    CFRelease(hostRef);
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引數解析：
/*
 *  CFHostStartInfoResolution()
 *  
 *  Discussion:
 *	Performs a lookup for the given host.  It will search for the
 *	requested information if there is no other active request. 
 *	Previously cached information of the given type will be released.
 *  
 *  Mac OS X threading:
 *	Thread safe
 *  
 *  Parameters:
 *	
 *	theHost:  //需要被解決的CFHostRef的物件
 *	  The CFHostRef which should be resolved. Must be non-NULL. If
 *	  this reference is not a valid CFHostRef, the behavior is
 *	  undefined.
 *	
 *	info: 返回值的型別 陣列/Data/string..
 *	  The enum representing the type of information to be retrieved. 
 *	  If the value is not a valid type, the behavior is undefined.
 *	
 *	error: 錯誤
 *	  A reference to a CFStreamError structure which will be filled
 *	  with any error information should an error occur.  May be set
 *	  to NULL if error information is not wanted.
 *  
 *  Result: 解析結果成功還是失敗
 *	Returns TRUE on success and FALSE on failure.  In asynchronous
 *	mode, this function will return immediately.  In synchronous
 *	mode, it will block until the resolve has completed or until the
 *	resolve is cancelled.
 *  
 */
CFN_EXPORT __nullable CFArrayRef
CFHostGetAddressing(CFHostRef theHost, Boolean * __nullable hasBeenResolved) CF_AVAILABLE(10_3, 2_0);
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優點：
  • 在網路切換時候不會卡頓。
缺點：
  • 在本地DNS被破壞的情況下會出現卡死的現象(卡30s)

總結：

以上三個方法除了第二個方法會在網路切換時候卡死不可用之外，其他兩個方法都是可選擇的，關於那個本地LocalDns破壞會卡死的問題看來是無法避免，不過開發者可以自行通過ping等方式來判斷LocalDns的正確性，在被破壞的情況下使用httpDns來進行解析即可。具體的Demo可以到這裡檢視
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