DNS解析的报文类型
DNS
域名系统(Domain Name System,DNS)是互联网的一项核心服务,它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网,而不需要记住能够被机器直接读取的IP数串,在DNS的工作过程中,涉及到不同类型的报文,这些报文在域名解析的流程中发挥着关键作用。
DNS查询报文
(一)查询报文格式
DNS查询报文采用UDP(用户数据报协议)进行传输,其报文结构如下表所示:
字段名称 | 长度(字节) | 描述 |
---|---|---|
标识符 | 2 | 用于区分不同的DNS查询和响应报文对,客户端和服务器端通过相同的标识符来匹配请求和回复。 |
标志 | 2 | 包含多个标志位,如QR(查询/响应标志,0表示查询,1表示响应)、Opcode(操作码,通常为0表示标准查询)、AA(权威回答标志,在响应报文中若服务器是权威DNS服务器则置1)、TC(报文截断标志,若报文在传输过程中被截断则置1)、RD(期望递归查询标志,若客户端希望服务器进行递归查询则置1)等。 |
问题数 | 2 | 表示报文中包含的问题记录数量,在查询报文中通常为1。 |
回答资源记录数 | 2 | 在响应报文中,表示回答部分的资源记录数量,在查询报文中该值无意义,通常为0。 |
授权资源记录数 | 2 | 在响应报文中,表示授权部分的资源记录数量,查询报文中该值无意义,通常为0。 |
额外资源记录数 | 2 | 在响应报文中,表示额外信息部分的资源记录数量,查询报文中该值无意义,通常为0。 |
查询问题 | 可变 | 包含要查询的域名(以字符字符串形式,以NULL结尾)和查询类型(如A记录表示查询IPv4地址,AAAA记录表示查询IPv6地址,MX记录表示查询邮件交换器等)以及查询类(通常为IN表示互联网地址类)。 |
(二)查询类型
- 递归查询
当客户端向DNS服务器发起递归查询时,客户端会在标志字段中将RD标志置1,这意味着客户端希望DNS服务器代替自己完成整个域名解析过程,包括必要时向其他DNS服务器进行查询,直到得到最终的查询结果,然后将结果返回给客户端,当用户在浏览器中输入一个从未访问过的域名时,本地DNS服务器通常会进行递归查询来获取该域名对应的IP地址。
- 迭代查询
在迭代查询中,客户端将RD标志置0,DNS服务器收到迭代查询请求后,它不会像递归查询那样继续向其他服务器查询,而是根据自身缓存或本地配置的信息,将可能知道答案的其他DNS服务器的IP地址返回给客户端,然后客户端再向这些服务器发起查询请求,逐步获取最终的解析结果,这种方式通常用于减轻DNS服务器的负载,并且在某些情况下可以提高查询效率,例如当客户端已经拥有一定的网络拓扑知识,可以自行选择合适的服务器进行下一步查询时。
DNS响应报文
(一)响应报文格式
DNS响应报文的格式与查询报文有相似之处,但包含了回答部分、授权部分和额外信息部分,其结构如下表所示:
字段名称 | 长度(字节) | 描述 |
---|---|---|
标识符 | 2 | 与查询报文中的标识符相同,用于匹配请求和响应。 |
标志 | 2 | 其中QR标志位为1,表示这是一个响应报文,其他标志位的含义与查询报文中相同,如AA标志表示服务器是否是权威DNS服务器,TC标志表示报文是否被截断等。 |
问题数 | 2 | 表示报文中包含的问题记录数量,与查询报文中的问题数相对应。 |
回答资源记录数 | 2 | 表示回答部分的资源记录数量,这里会包含实际的查询结果,如对应的IP地址等。 |
授权资源记录数 | 2 | 表示授权部分的资源记录数量,这些记录通常是与查询域名相关的权威DNS服务器的信息,用于验证回答的准确性和提供进一步的查询线索。 |
额外资源记录数 | 2 | 表示额外信息部分的资源记录数量,这部分可能包含一些与查询相关的其他信息,如中间服务器的IP地址等,有助于客户端进行后续的查询或优化本地缓存。 |
查询问题 | 可变 | 与查询报文中的查询问题部分相同,用于明确是对哪个域名的查询进行的响应。 |
回答部分 | 可变 | 包含多个资源记录,每个资源记录包括域名(与查询问题中的域名相关)、类型(与查询类型相对应,如A记录等)、类(与查询类相对应,如IN类)和生存时间(TTL,表示该资源记录在缓存中的有效时间)以及实际的数据(如IP地址等)。 |
授权部分 | 可变 | 包含多个资源记录,这些记录通常是权威DNS服务器的信息,如域名、类型(通常是NS记录表示名称服务器)、类和相关的IP地址等信息,用于指示哪些服务器是该域名的权威服务器。 |
额外信息部分 | 可变 | 包含一些额外的资源记录,这些记录可能有助于客户端更好地理解和处理DNS解析结果,例如中间服务器的IP地址、与查询相关的其他辅助信息等。 |
(二)响应内容
- 回答部分
这是响应报文的核心部分,它根据查询问题中的域名和查询类型提供相应的答案,如果查询类型是A记录,那么回答部分将包含该域名对应的IPv4地址;如果是MX记录,将包含该域名的邮件交换器的优先级和域名等信息,每个资源记录都有其特定的格式和含义,并且会附带生存时间(TTL),TTL值告诉客户端该资源记录在本地缓存中可以保存多长时间,在这段时间内如果再次查询相同的域名,客户端可以直接从缓存中获取结果,而不需要再次向DNS服务器发起查询。
- 授权部分
授权部分提供了与查询域名相关的权威DNS服务器的信息,这些信息对于验证回答部分的准确性非常重要,因为只有权威DNS服务器才能提供最准确和最新的域名解析信息,当一个DNS服务器返回一个域名对应的IP地址时,它可以通过授权部分告知客户端哪些服务器是该域名的权威服务器,客户端可以根据这些信息来判断返回的答案是否可靠,如果客户端对答案的准确性有疑问,它可以向授权部分指定的权威服务器再次发起查询。
- 额外信息部分
额外信息部分可能包含一些与查询相关的其他有用信息,在递归查询过程中,中间经过的DNS服务器的IP地址可能会被包含在额外信息部分,这对于客户端来说是非常有用的,因为客户端可以利用这些信息来优化本地的DNS缓存策略,或者在后续的查询中直接向这些中间服务器发起查询,以提高查询效率,额外信息部分还可能包含一些与查询域名相关的其他辅助信息,如与该域名相关的服务记录(SRV记录)等,这些信息可以帮助客户端更好地了解和使用该域名所提供的服务。
相关问题与解答
为什么DNS查询报文和响应报文都需要标识符?
答:标识符在DNS查询和响应过程中起着至关重要的作用,在客户端发起查询请求时,会生成一个唯一的标识符,并将其放入查询报文中,当DNS服务器收到查询报文后,它会在生成响应报文时使用相同的标识符,这样,客户端在接收到多个响应报文时,就可以通过标识符准确地识别出哪个响应报文是对应自己之前发出的查询请求的,如果没有标识符,当网络中存在多个DNS查询和响应同时进行时,客户端将无法区分不同请求和响应的对应关系,导致域名解析出现混乱。
DNS响应报文中的授权部分有什么作用?
答:DNS响应报文中的授权部分主要用于提供与查询域名相关的权威DNS服务器的信息,这些权威服务器是负责管理和维护该域名的DNS信息的源头,通过授权部分,客户端可以获取到这些权威服务器的域名和IP地址等信息,这对于验证响应报文中回答部分的准确性非常重要,因为只有从权威服务器获取的信息才是最可靠的,如果客户端对回答部分的内容有疑问,比如怀疑返回的IP地址是否正确,它可以根据授权部分提供的信息,直接向权威服务器再次发起查询,以获取最准确的答案,授权部分的信息也有助于客户端优化本地的DNS缓存策略,客户端可以根据授权服务器的信息来更新本地缓存中的生存时间(TTL)等参数,以确保缓存中的信息始终是
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