golang實現dns域名解析（一）

　　本文將詳細講解如何用go語言一步一步實現dns域名解析的過程，並簡單介紹點dns有關的知識，直接開始正題吧。

　　首先咱們要了解dns解析的過程，沒有了解的請看這裏DNS入門（轉）很詳細。掃盲結束後，咱們須要瞭解下dns報文格式，知道了報文的格式是怎樣的，才能夠寫代碼構造dns請求包：    

　　dns請求和應答都是用相同的報文格式，分紅5個段（有的報文段在不一樣的狀況下可能爲空），以下：         

　　

　　Header段是報文的頭部，它定義了報文是請求仍是應答，也定義了其餘段是否須要存在，以及是標準查詢仍是其餘。     

　　Header包含以下字段：

　　       

　　各字段分別解釋以下：

　　ID:請求客戶端設置的16位標示，服務器給出應答的時候會帶相同的標示字段回來，這樣請求客戶端就能夠區分不一樣的請求應答了。

　　QR:1個比特位用來區分是請求（0）仍是應答（1）。

　　OPCODE:4個比特位用來設置查詢的種類，應答的時候會帶相同值，可用的值以下： 0 標準查詢 (QUERY) 1 反向查詢 (IQUERY) 2 服務器狀態查詢 (STATUS) 3-15保留值，暫時未使用

　　AA:受權應答(Authoritative Answer) - 這個比特位在應答的時候纔有意義，指出給出應答的服務器是查詢域名的受權解析服務器。注意由於別名的存在，應答可能存在多個主域名，這個AA位對應請求名，或者應答中的第一個主域名。

　　TC:截斷(TrunCation) - 用來指出報文比容許的長度還要長，致使被截斷。   

　　RD:指望遞歸(Recursion Desired) - 這個比特位被請求設置，應答的時候使用的相同的值返回。若是設置了RD，就建議域名服務器進行遞歸解析，遞歸查詢的支持是可選的。   

　　RA:支持遞歸(Recursion Available) - 這個比特位在應答中設置或取消，用來表明服務器是否支持遞歸查詢。   

　　Z:保留值，暫時未使用。在全部的請求和應答報文中必須置爲0。   

　　RCODE:應答碼(Response code) - 這4個比特位在應答報文中設置，表明的含義以下：

　　　　0 沒有錯誤。

　　　　1 報文格式錯誤(Format error) - 服務器不能理解請求的報文。

　　　　2 服務器失敗(Server failure) - 由於服務器的緣由致使沒辦法處理這個請求。

　　　　3 名字錯誤(Name Error) - 只有對受權域名解析服務器有意義，指出解析的域名不存在。

　　　　4 沒有實現(Not Implemented) - 域名服務器不支持查詢類型。

　　　　5 拒絕(Refused) - 服務器因爲設置的策略拒絕給出應答。好比，服務器不但願對某些請求者給出應答，或者服務器不但願進行某些操做（好比區域傳送zone transfer）。

　　　　6-15 保留值，暫時未使用。

　　QDCOUNT 無符號16位整數表示報文請求段中的問題記錄數。

　　ANCOUNT 無符號16位整數表示報文回答段中的回答記錄數。

　　NSCOUNT 無符號16位整數表示報文受權段中的受權記錄數。

　　ARCOUNT 無符號16位整數表示報文附加段中的附加記錄數。

　　根據這些，dns頭部的數據結構能夠定義以下：

　　type dnsHeader struct {

   　　 Id                                 uint16

  　　  Bits                               uint16

 　　   Qdcount, Ancount, Nscount, Arcount uint16

　　}

　　構造頭部信息咱們主要處理Bits，能夠直接根據需求對相應位置值，也能夠定義好每個字段，經過移位的方式而後相加構造請求的頭部各個字段。推薦後一種方法，這樣就有：

    　　header.Bits = QR<<15 + OperationCode<<11 + AuthoritativeAnswer<<10 + Truncation<<9 + RecursionDesired<<8 + RecursionAvailable<<7 + ResponseCode

    其餘的頭部信息就比較簡單了：

　　requestHeader := dnsHeader{

        Id:      0x0010,

        Qdcount: 1,

        Ancount: 0,

        Nscount: 0,

        Arcount: 0,

　　}

　　報文頭搞定後，接下來就是查詢問題Question：

　　Question段描述了查詢的問題，包括查詢類型(QTYPE)，查詢類(QCLASS)，以及查詢的域名(QNAME)。字段含義以下   QNAME：域名被編碼爲一些labels序列，每一個labels包含一個字節表示後續字符串長度，以及這個字符串，以0長度和空字符串來表示域名結束。注意這個字段可能爲奇數字節，不須要進行邊界填充對齊。   QTYPE：2個字節表示查詢類型，.取值能夠爲任何可用的類型值，以及通配碼來表示全部的資源記錄。   QCLASS：2個字節表示查詢的協議類，好比，IN表明Internet。因此咱們直接定義查詢的結構體以下：

　　type dnsQuery struct {

    　　QuestionType  uint16

    　　QuestionClass uint16

　　}

查詢的域名不定義在查詢的結構體中，由函數接收參數的方式接收。

　　剩下的3個段包含相同的格式:一系列可能爲空的資源記錄(RRs)。Answer段包含回答問題的RRs；受權段包含受權域名服務器的RRs；附加段包含和請求相關的，可是不是必須回答的RRs。而在發送請求的時候，咱們是發起請求方，因此這些字段放空就好。

完整代碼：

// 002 project main.go
package main

import (
    "bytes"
    "encoding/binary"
    "fmt"
    "net"
    "strings"
    "time"
)

type dnsHeader struct {
    Id                                 uint16
    Bits                               uint16
    Qdcount, Ancount, Nscount, Arcount uint16
}

func (header *dnsHeader) SetFlag(QR uint16, OperationCode uint16, AuthoritativeAnswer uint16, Truncation uint16, RecursionDesired uint16, RecursionAvailable uint16, ResponseCode uint16) {
    header.Bits = QR<<15 + OperationCode<<11 + AuthoritativeAnswer<<10 + Truncation<<9 + RecursionDesired<<8 + RecursionAvailable<<7 + ResponseCode
}

type dnsQuery struct {
    QuestionType  uint16
    QuestionClass uint16
}

func ParseDomainName(domain string) []byte {
    var (
        buffer   bytes.Buffer
        segments []string = strings.Split(domain, ".")
    )
    for _, seg := range segments {
        binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, byte(len(seg)))
        binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, []byte(seg))
    }
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, byte(0x00))

    return buffer.Bytes()
}
func Send(dnsServer, domain string) ([]byte, int, time.Duration) {
    requestHeader := dnsHeader{
        Id:      0x0010,
        Qdcount: 1,
        Ancount: 0,
        Nscount: 0,
        Arcount: 0,
    }
    requestHeader.SetFlag(0, 0, 0, 0, 1, 0, 0)

    requestQuery := dnsQuery{
        QuestionType:  1,
        QuestionClass: 1,
    }

    var (
        conn   net.Conn
        err    error
        buffer bytes.Buffer
    )

    if conn, err = net.Dial("udp", dnsServer); err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
        return make([]byte, 0), 0, 0
    }
    defer conn.Close()

    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, requestHeader)
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, ParseDomainName(domain))
    binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, requestQuery)

    buf := make([]byte, 1024)
    t1 := time.Now()
    if _, err := conn.Write(buffer.Bytes()); err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
        return make([]byte, 0), 0, 0
    }
    length, err := conn.Read(buf)
    t := time.Now().Sub(t1)
    return buf, length, t
}
func main() {
    remsg, n, _ := Send("114.114.114.114:53", "www.baidu.com")
    fmt.Println(remsg, n)
}

 

抓個包看看：

 

這是發出去的，看看詳細的Questions信息：

 

咱們設置的請求類型是1,class是1，意味着是請求A記錄，class IN。下一節咱們在來討論下如何處理服務器端響應的內容。