网络技术人员必掌握的四大应用协议：DNS协议的基础知识点

一、报文格式

DNS承载于UDP之上，在特殊情况下也可以使用TCP，端口都是53，当报文大小超过512字节时，DNS报文会进行截取，并将DNS首部的TC置位，这个时候客户端将向服务器发起TCP连接来进行DNS查询。报文包括12字节的首部和可变长的问题、回答、授权、额外信息五部分，其中回答、授权、额外信息都是由RRs组成。

RR是Resource Records的意思，是DNS中记录的各种域名与主机信息，也就是DNS系统所提供的核心信息。

1、标识（2字节）：标识字段由客户程序设置,服务器在返回结果携带。客户程序通过它来确定响应与查询是否匹配。

2、标志（2字节）：

a.QR：0表示查询，1表示响应；

b.Opcode：0表示标准查询，1表示反向查询，2表示服务器状态查询,3-15保留；

c.AA(Authoritative ): 0表示非授权域名服务器应答，1表示为授权域名服务器应答；

d.TC(Truncated): 如果DNS报文大小超过512字节，则报文会进行截取，这个时候TC需要置位，表示报文被截断；

e.RD(Recursion desired): 1表示期望递归，0表示不期望递归；这个标志位决定了internet上DNS的查询与响应方式，后面将详细介绍；

f. RA(Recursion available): 1表示服务器具备递归查询的能力，大多数服务器提供递归查询，但根DNS服务器不提供此服务；

g. Zero(reserved)：保留位，必须为0；

h.Rcode(Reply Code)：0表示没有差错，1格式错误，2服务器失败，3表示域名错误，4无法执行；

3、问题数（2字节）："问题"域中的问题的数量。

4、资源记录数（2字节）："回答"域中的RR的数量。

5、授权资源数（2字节）："授权"域中的RR的数量。

6、附加资源数（2字节）："附件信息"域中的RR的数量。

7、查询问题：

由3部分组成，NAME、Type和Class；

a.NAME：为可变长的，可以为多个；

b.Type：请求类型；

A：主机地址

AAAA：IPV6主机地址；

NS：NAME的授权域名服务器；

CNAME：别名；

PTR：部分域名空间的指针；

HINFO：主机；

MX：邮件服务器记录；

c.Class：基本只有IN（Internet系统），另外有CH（chaos）；

8.回答、授权、附加信息：

这三部分都是由RR(Resource Records)组成，都是变长，每条RR记录包括域名（可变长），资源数据与类型和类有关，所以也为变长。下图为RR的结构：

NAME：可变长；

Type（2字节）：返回类型；

TTL：可以缓存的时间，单位为s；

资源数据长度：服务器提供的资源信息；

二、正常DNS查询和应答报文分析

1、DNS请求报文

2、DNS应答报文

3、DNS应答详细信息，含回答、授权、附加信息的报文

三、查询原理

DNS查询分为递归和迭代两种方式。递归查询是指服务器会替代源地址进行查询，类似于代理的工作方式。迭代查询是指服务器回给客户端的信息中，RA不置位，并携带有其他DNS服务器的信息，让客户端再向其他服务器发起查询，由于internet上的根服务器压力巨大，所以根服务器都是不接受递归查询的，因此internet上的查询过程基本上都是迭代的。

递归查询

工作步骤：

1、PC想要访问一个域名，首先会查自己的HOST文件和DNS Cache；

2、HOST文件和DNS Cache中如果有相应记录，则查询结束，否则继续；

3、PC会向自己配置的DNS服务器发送查询，RD置位（期待递归）；

4、本地DNS服务器会查看本机上是否有相应的DNS区域，无此区域则查询DNS Cache；

5、如果本地DNS中有相应的区域,无论是否有这条记录，DNS都会直接返回结果给PC（授权应答）。如果没有这个区域，则会查询DNS Cache，如果Cache中有相应的记录则直接返回结果给PC（非授权应答）,查询结束，否则继续；

6、本地DNS向上级DNS服务器（通常是配置的转发器）发送DNS请求，RD置位（期待递归）；

g.上级DNS服务器将重复步骤4、5、6；

7、当本地DNS服务器收到上级的DNS应答后，将应答报文转发给PC;

这种逐级向上请求的方式就是递归查询，从缓存读取的记录都是非授权的，只有服务器上相应的区域是，回复的应答报文才是授权的。

迭代查询

工作步骤：

1、PC发送查询报文给DNS服务器192.168.207.207；

2、DNS服务器192.168.207.207进行递归查询，将查询转发给根服务器192.5.5.241；

3、根服务器192.5.5.241回应响应报文，携带授权DNS（.cn.）服务器的NS记录，指向DNS服务器203.119.27.1；

4、DNS服务器192.168.207.207再将查询报文转发给DNS（.cn.）服务器203.119.27.1;

5、DNS（.cn.）服务器203.119.27.1回应响应报文, 携带授权DNS（tianya.cn.）服务器的NS记录，指向DNS服务器221.11.172.10；

6、DNS服务器192.168.207.207再将查询报文转发给DNS（tianya.cn.）服务器221.11.172.10;

7、DNS（tianya.cn.）服务器221.11.172.10发现本机上有相应的区域，查询是否有对应的A记录，返回给DNS服务器192.168.207.207；

8、本地DNS服务器192.168.207.207，将DNS（tianya.cn.）服务器221.11.172.10返回到应答报文转发给PC；

下图为根服务器回应给本地DNS（第17个报文）服务器的内容：

DNS服务器发往根服务器的请求RD缺省未置位，如果将根服务器配置为转发器，则会发送RD置位的报文给根服务器，根服务器不支持递归，回应报文RA不置位，这时服务器会正常的向下一台服务器发送RD未置位的请求。

Windows只能发送RD置位的报文，当服务器的响应报文中RA未置位时，Windows无法像DNS服务器一样进行迭代查询，查询会失败，但是windows可以显示响应报文中的NS和A记录，在调试的时候，也可以手动进行迭代。