Dns（Domain Name Server）即域名服务器，在网络中承担着将域名转换为ip地址的工作。在很多编程中都要用到这种技术，就是使用域名解析。这篇文章将说明这项技术。
通过Dns服务器，可以查询很多地址，比如mail服务器地址，ftp服务器等等，我在这里就以mail服务器为例，并以java实现。
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| Header |
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| Question |
+---------------------+
| Answer |
+---------------------+
| Authority |
+---------------------+
| Additional |
+---------------------+
这个表是从rfc1035文档中拷出来的，大致说明了dns包的格式。
Header
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ID |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
|QR| Opcode |AA|TC|RD|RA| Z | RCODE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QDCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ANCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| NSCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| ARCOUNT |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
这个也是从rfc文档中拷出来的，只是我将其头部数字改成16进制了。
ID: 16位的一个标志，用以验证请求和回复消息的匹配。就实用程序产生一个16位的随机数。
QR: 1位数据表明这是一个请求，还是一个回复（0为请求，1为恢复）。
Opcode: 4位的数据表示查询的类型。
0 基本查找
1 反向查找
2 查询服务器情况
3-15 保留
RD：（recursion desired）即是否以递归方式的查询，RD=1为递归。
RA：（Recursion Available）表示服务器是否支持递归方式查询，只在回复中有效。
QDCOUNT：16位数据表示要查询的问题个数。
ANCOUNT：16位数据表示回复结果的个数，只在回复中有效。
其他几个请参考rfc文档，在这里我们只用这些，并将其他参数设为0。
Question
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ QNAME /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QTYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| QCLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
QNAME: 要求查询的域名地址。比如有这样一个邮件地址XXX@163.net,
我们将@后面的地址提取出来，即163.net。然后将其变为这样一个序列,0316303net0,也就是以 . 分界，并以各自的字符个数作为前缀，最后以0结束
QTYPE: 2位数据表示查询类型。
A 1 a host address
NS 2 an authoritative name server
MD 3 a mail destination (Obsolete - use MX)
MF 4 a mail forwarder (Obsolete - use MX)
CNAME 5 the canonical name for an alias
SOA 6 marks the start of a zone of authority
MB 7 a mailbox domain name (EXPERIMENTAL
MG 8 a mail group member (EXPERIMENTAL)
MR 9 a mail rename domain name (EXPERIMENTAL)
NULL 10 a null RR (EXPERIMENTAL)
WKS 11 a well known service description
PTR 12 a domain name pointer
HINFO 13 host information
MINFO 14 mailbox or mail list information
MX 15 mail exchange
TXT 16 text strings
这是在rfc文档中列出的各类type，我们在这里用MX,即QTYPE=15。
QCLASS: 2位数据表示查询方式。
IN 1 the Internet
CS 2 the CSNET class (Obsolete - used only for examples in some obsolete RFCs)
CH 3 the CHAOS class
HS 4 Hesiod [Dyer 87]
这是在rfc文档中列出的各类class，我们在这里用IN,即QCLASS=15。
下面使用JAVA实现的原码：
说明：DnsTool.IntToBytes(int,int)是将一个整数转换为几个8位数的组合。
DnsTool.StringToBytes(String)是将一个字符串转换为QNAME需要的格式，并以BYTE[]的格式返回。
class DnsHeader {
private int ID;
private int Flags=0;
private byte[] head=new byte[]{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
/** Creates new DnsHeader */
public DnsHeader()
{
setID();
setFlags(Flags);
setAnswer(false);//does not an answer
setRecursionDesired(true);
}
private void setID()
{
byte[] tmp=new byte[2];
ID=new Random().nextInt(10);
tmp=DnsTool.IntToBytes(ID,2);
head[0]=tmp[0];
head[1]=tmp[1];
}
public int getID()
{
return this.ID;
}
private void setFlags(int Flags)
{
byte[] tmp=new byte[2];
tmp=DnsTool.IntToBytes(ID,2);
head[2]=tmp[0];
head[3]=tmp[1];
}
public void setAnswer(boolean isAnswer)
{
head[2]=isAnswer?(byte)(head[2]|0x80):(byte)
(head[2]&0x7f);
}
public void setRecursionDesired(boolean isRecursionDesired)
{
head[2]=isRecursionDesired?((byte)(head[2]|0x1))
:((byte)(head[2] & 0xFE));
}
public void setQDcount(int num)//set the number of question
{
byte[] tmp=new byte[2];
tmp=DnsTool.IntToBytes(num,2);
head[4]=tmp[0];
head[5]=tmp[1];
}
public byte[] getBytes()
{
return head;
}
}
class Question {
private byte[] question;
private int QuestionLength;
/** Creates new Question */
public Question(String questionLabel,int questionType,
int questionClass)
{
byte[] transName=DnsTool.StringToBytes(questionLabel);
byte[] ty=DnsTool.IntToBytes(questionType,2);
byte[] cl=DnsTool.IntToBytes(questionClass,2);
QuestionLength=0;
//transfer the QuestionLabel to the bytes
question=new byte[transName.length+4];
System.arraycopy(transName,0,question,QuestionLength,
transName.length);
QuestionLength+=transName.length;
//transfer the type to the bytes
System.arraycopy(ty,0,question,QuestionLength,
ty.length);
QuestionLength+=ty.length;
//transfer the class to the bytes
System.arraycopy(cl,0,question,QuestionLength,
cl.length);
QuestionLength+=cl.length;
}
public byte[] getBytes()
{
return question;
}
}
这里实现了dns 的包头和要查询的question的数据，然后只要将它们组合在一起就成了dns包了,接下来就只要将它发出去就可以了，下面这段程序就实现了这一功能。
说 明： DNSSERVER:就是dns服务器的地址。 DNSPORT：dns服务器的端口，即53。 DnsQuery：这个是header 和 question 组合的数据。 DatagramPacket ID_Packet; DatagramSocket ID_Socket; byte[] query=DnsQuery.getBytes(); int i; try { ID_Packet=new DatagramPacket(query,query.length,InetAddress.getByName(DNSSERVER),Constant.DNSPORT); ID_Socket=new DatagramSocket(); //send query ID_Socket.send(ID_Packet); //close socket ID_Socket.close(); } catch(IOException e) { System.out.println(e); return null; } }
下面这段程序是从Dns服务器上得到dns的返回包：
ID_Packet=new DatagramPacket(new byte[Constant.DNSUDPLEN],
Constant.DNSUDPLEN);
ID_Socket.receive(ID_Packet);
这里的变量已在上篇中定义了，Constant.DNSUDPLEN为512。
接下来就只要将这数据解压缩就可以了。这里就涉及了RR的格式了（Resource Record Format）。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| |
/ /
/ NAME /
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TYPE |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| CLASS |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| TTL |
| |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| RDLENGTH |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--|
/ RDATA /
/ /
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
这是在rfc文档中定义的RR格式。
NAME：就是在question中的QNAME；
TYPE：question中的QTYPE；
CLASS：question中的QCLASS；
RDLENGTH：RDATA的长度；
RDATA：返回的数据，这才是真正有用的数据，也是我们要解析的东西。
因为其数据是被压缩的，所以得想知道他的压缩格式：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
| 1 1| OFFSET |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
他的压缩方式是将在数据中重复出现的字符放在一起，然后再字符出现的地方加上一个偏移位置，即如上图所示，16位的数据以11开头，后跟偏移量。偏移量是从信息的头部开始算得。下面是一个rfc文档中的例子：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
20 | 1 | F |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
22 | 3 | I |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
24 | S | I |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
26 | 4 | A |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
28 | R | P |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
30 | A | 0 |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
40 | 3 | F |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
42 | O | O |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
44 | 1 1| 20 |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
这个结果是：在40位置的域名是FOO.F.ISI.ARPA。
了解了他的压缩方式，解析就简单了。
上篇中在Header中我们已提到ANCOUNT这个字段，他表示的是回复中结果的数目，我们相见他解析出来：
public int getAnswerCount()
{
int INDEX=6;
byte[] AnCountArray=new byte[2];
System.arraycopy(message,INDEX,AnCountArray,0,2);
return DnsTool.BytesToInt(AnCountArray);//将byte[]变为int
}
得到了ANCOUNT，就可以解释结果了：
public Vector parseAnswer()
{
int theOffset=8;
int pos=thePosOfAnswer;(thePosOfAnswer是你发得dns包的长度)
int i=0,p;
int RDlength;
byte[] tmp;
String Name="";
Vector IV_ Answer=new Vector();
//get return name from message
while(i<getAnswerCount())
{
Name="";
//get type
pos+=2;
tmp=new byte[2];
System.arraycopy(message,pos,tmp,0,2);
if(DnsTool.BytesToInt(tmp)==Constant.TYPE_MX)//check the type
{
pos+=theOffset;
//get RDlength
tmp=new byte[2];
System.arraycopy(message,pos,tmp,0,2);
RDlength=DnsTool.BytesToInt(tmp);
pos+=4;
p=pos;
while((pos-p)<RDlength-2)
{
if((message[pos]&0xC0)==0xC0)
{
//this is a offset
Name+=getPrior((message[pos]&0x3F)
|(message[pos+1]&0xFF));
pos+=2;
}
else
{
//not offset
tmp=new byte[message[pos]];
System.arraycopy(message,pos+1,tmp,0,tmp.length);
pos+=message[pos]+1;
if(message[pos]!=0)
Name+=new String(tmp)+".";
else
Name+=new String(tmp);
}
}
}
IV_Answer.addElement(Name);
i++;
}
}
函数Stirng getPrior(int)是根据其偏移量等到所要的字符串，这是一个递归函数：
private String getPrior(int j)
{
byte[] tmp;
String Name="";
while(message[j]!=0)
{
if((message[j]&0xC0)==0xC0)
{
String mid=getPrior((message[j]&0x3F)|(message[j+1]&0xFF));
Name+=mid;
j+=mid.length()+1;
}
else
{
tmp=new byte[message[j]];
System.arraycopy(message,j+1,tmp,0,tmp.length);
j+=message[j]+1;
if(message[j]!=0)
Name+=new String(tmp)+".";
else
Name+=new String(tmp);
}
}
return Name;
}我们只介绍了mail地址的dns解析，其他几类都大同小异，如需要可参考rfc1035。
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