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DNS查询和应答报文详解

DNS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机器名和 IP地址的映射，并且是动态更新的。众多网络客户端程序都使用DNS协议来向DNS服务器查询目标主机的IP地址。

DNS查询和应答报文的格式如下：

16位标识字段用于标记一对DNS查询和应答，以此区分一个DNS应答是哪个DNS查询的回应

16位标志字段用于协商具体的通信方式和反馈通信状态。DNS报文头部的16位标志字段的细节如图

1. QR：查询/应答标志。0表示这是一个查询报文，1表示这是一个应答报文
2. 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地址获得主机域名），2表示请求服务器状态
3. 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
4. TC，截断标志，仅当DNS报文使用UDP服务时使用。因为UDP数据报有长度限制，所以过长的DNS报文将被截断。1表示DNS报文超过512字节，并被截断
5. RD，递归查询标志。1表示执行递归查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将向其他DNS服务器继续查询，如此递归，直到获得结果并把该结果返回给客户端。0表示执行迭代查询，即如果目标DNS服务器无法解析某个主机名，则它将自己知道的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端，以供客户端参考
6. 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
7. zero，这3位未用，必须设置为0
8. rcode，4位返回码，表示应答的状态。常用值有0（无错误）和3（域名不存在）

接下来的4个字段则分别指出DNS报文的最后4个字段的资源记录数目。对查询报文而言，它一般包含1个查询问题，而应答资源记录数，授权资源记录数和额外资源记录数则为0.应答报文的应答资源记录数则至少为1，而授权资源记录数和额外资源记录数可为0或非0

查询问题的格式：

如图所示，查询名以一定的格式封装了要查询的主机域名。16位查询类型表示如何执行查询操作，常见的类型有如下几种：

1. 类型A，值是1，表示获取目标主机的IP地址
2. 类型CNAME，值是5，表示获得目标主机的别名
3. 类型PTR，值是12，表示反向查询

应答字段，授权字段和额外信息字段都使用资源记录（Resource Record，RR）格式。

资源记录格式：

1. 32位域名是该记录中与资源对应的名字，其格式和查询问题中的查询名字段相同。16位类型和16位类字段的含义也与DNS查询问题的对应字段相同。
2. 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，单位是秒
3. 16位资源数据长度字段和资源数据字段的内容取决于类型字段。对类型A而言。资源数据是32位的IPv4地址，而资源数据长度则为4（以字节为单位）