dns查询器,主要用来学习dns协议和c#软件开发。

每当我们在浏览器上敲入任何一个域名访问某个网站的时候，我们都要使用Dns协议进行一次”域名:IP”的查询;作为命令行使用者，与dns有关用的最多的就是Nslookup 命令吧；作为程序员，以c#程序员为例，要得到一个域名的ip大概也是这么一行“System.Net.Dns.GetHostByName(string UriHostName)”。

在这简单使用的背面，很少人会真了解其协议的规则，这也许就是高度封装给程序员带来的一点麻烦吧。下面来了解一下dns协议的内容。

DNS结构：

整个dns分为5个部分，分别为Header、Question、Answer、Authority、Additional。

其中头部的大小是固定的为12字节。这5个部分不是全部都是必须的，在向服务器发送查询请求的时候，只需要前2个。回复的时候也不一定包含5个（按查询的内容和返回的信息而定）。

Header 部分： header头部分是必须的，无论发送查询或者返回结果都需要该部分，且长度一定，为12字节。结果如下图

ID:长度为16位，是一个用户发送查询的时候定义的随机数，当服务器返回结果的时候，返回包的ID与用户发送的一致。

QR:长度1位，值0是请求，1是应答。

Opcode:长度4位，值0是标准查询，1是反向查询，2死服务器状态查询。

AA:长度1位，授权应答(Authoritative Answer) - 这个比特位在应答的时候才有意义，指出给出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器。

TC:长度1位，截断(TrunCation) - 用来指出报文比允许的长度还要长，导致被截断。

RD:长度1位，期望递归(Recursion Desired) - 这个比特位被请求设置，应答的时候使用的相同的值返回。如果设置了RD，就建议域名服务器进行递归解析，递归查询的支持是可选的。

RA:长度1位，支持递归(Recursion Available) - 这个比特位在应答中设置或取消，用来代表服务器是否支持递归查询。

Z:长度3位，保留值，值为0.

RCode:长度4位，应答码，类似http的stateCode一样，值0没有错误、1格式错误、2服务器错误、3名字错误、4服务器不支持、5拒绝。

QDCount:长度16位，报文请求段中的问题记录数。

ANCount:长度16位，报文回答段中的回答记录数。

NSCOUNT :长度16位，报文授权段中的授权记录数。

ARCOUNT :长度16位，报文附加段中的附加记录数。

Question 部分： 这部分的内容是你要查询的内容。也是必须的。

QName：是你要查询的域名，属于不定长字段。他的格式是“长度（1字节）+N字节内容（N由前面的长度定义）+～～～+长度0。以一个长度单位N为开始，然后连续的N字节为其内容，然后又是一个N2长度的一字节，然后后面又是N2个字节内容，直到遇到长度为0的长度标记。

QType：长度16位，表示查询类型。取值大概如下：

enum QueryType //查询的资源记录类型。
{
A=0x01, //指定计算机 IP 地址。
NS=0x02, //指定用于命名区域的 DNS 名称服务器。
MD=0x03, //指定邮件接收站（此类型已经过时了，使用MX代替）
MF=0x04, //指定邮件中转站（此类型已经过时了，使用MX代替）
CNAME=0x05, //指定用于别名的规范名称。
SOA=0x06, //指定用于 DNS 区域的“起始授权机构”。
MB=0x07, //指定邮箱域名。
MG=0x08, //指定邮件组成员。
MR=0x09, //指定邮件重命名域名。
NULL=0x0A, //指定空的资源记。
WKS=0x0B, //描述已知服务。
PTR=0x0C, //如果查询是 IP 地址，则指定计算机名；否则指定指向其它信息的指针。
HINFO=0x0D, //指定计算机 CPU 以及操作系统类型。
MINFO=0x0E, //指定邮箱或邮件列表信息。
MX=0x0F, //指定邮件交换器。
TXT=0x10, //指定文本信息。
UINFO=0x64, //指定用户信息。
UID=0x65, //指定用户标识符。
GID=0x66, //指定组名的组标识符。
ANY=0xFF //指定所有数据类型。
};

QClass:长度为16位，表示分类。

enum QueryClass //指定信息的协议组。
{
IN=0x01, //指定 Internet 类别。
CSNET=0x02, //指定 CSNET 类别。（已过时）
CHAOS=0x03, //指定 Chaos 类别。
HESIOD=0x04,//指定 MIT Athena Hesiod 类别。
ANY=0xFF //指定任何以前列出的通配符。
};

资源结构： 接下来的3个结构，格式可以说相同。都是如下图的结构和字段。

Name:回复查询的域名，不定长。 这里的名字和Question结构的名字是一样的，在这里详细说一下。

假设name字段的内容如下

05 66 6f 72 74 68 02 78 75 0

第一个字节是长度：5，那么接下来的5个字节都是内容66 6f 72 74 68 ，ascii码转过来是“forth”。然后又是长度2，后面2个字节的内容78 75 字母为xu，然后是长度0，表示结束了。最后还要把两段文字组合起来中间加点号成forth.xu。

但是，在question结构是这样，在之后的资源结构中，如果name字段的内容前面有出现了，那么他就不会再浪费空间去重复记录，而是指向某个前面出现了name的位置。如：

在question结构中的name字段的内容为lixin.me，即“05 66 6f 72 74 68 02 78 75 0”。然后在第3个结构中的answer中，第一个字段name的内容也是forth.xu，那么他会指向question中的name地址，让我们去那个地址读name内容。所以此时answer结构的name字段的内容为：

C0 0C

C0：这时不是表示接下来的内容有多长，而是接下来的内容在偏移量中，

0C:十进制是12的意思，就是偏移12个字节。从头开始12位，因为Header结构是固定的12字节，所以偏移0C就是到了Question的Name字段，即上面的“05 66 6f 72 74 68 02 78 75 0”。

Type：同上QType。

Class：同上QClass。

TTL：生存时间。4字节，指示RDATA中的资源记录在缓存的生存时间。

RDLength:资源的长度。

RDdata：资源的内容。

讲讲具体开发一个dns查询器的方法。遇到了一些问题，如：

1. 资源记录（Resource Record）中的RDData内容的格式。
2. 关于压缩编码的指针问题。
3. 代码冗余结构不清晰。

尤其是压缩编码的问题，困扰了我很久，找了很多中文资料，都说到当长度的值为“192”的时候为指针，下一字节的内容即偏移的位置，但是在过程中却发现存在该值为“193”的情况，一直不解了好久。这里我给解释下：

假设第13字节内容为：05 66 6f 72 74 68 02 78 75

翻译为“5-f-o-r-t-h-2-x-u”

而其后的某个地方，同样出现了forth.xu的字符串，那么就会使用指针编码："c0-0c”。

c0十进制是192，代表下面的内容是一个指针，0c是个地址，指向了data[12]的位置。

而为什么会出现193呢，也好理解，因为用一个字节的内容来表示偏移，顶多也只能偏移256个字节，那么假设udp包有500个字节长，而要指向第300字节就无能为力了。因此实际上的偏移量不是由oc这个字节内容决定的，正确的偏移量是：（Cn-C0）*256+0c。

如果值为193，下一字节为1，那么具体偏移就是 （193-192）*256+1 。

还有一点要注意到就是可变长度的Name字段以什么为结尾。有3中结尾方式：

1. 长度+内容+～+长度0
2. 偏移标识+偏移量
3. 长度+内容+～+偏移标识+偏移量

能成功解决该问题，主要还是靠资料，虽然知道rfc1034和rfc1035里面一定有我要的内容，可惜外文比较难懂，一直看不下去，通过搜索得到的中文和少量外文资料也没说清楚。最后还得感谢《TCP-IP详解卷一：协议》的第14章Dns协议的介绍，虽然只有短短的17页，但还是帮我解决了问题。所以在同样搞协议的同学，不妨弄本先去瞧瞧，或者遇到问题也可以先去看看。

现在来说说这个程序了。

我按dns协议的结构把项目分成 MyDnsHeader.cs、MyDnsQuestion.cs、MyDnsRecord.cs 这样的3个大结构。

发送dns请求时只需要构造MyDnsHeader和MyDnsQuestion结构，然后通过GetBytes()函数得到构造好的字节数组，然后通过udp发送出去。然后接受来自服务器的响应，将接收到的字节数组通过Parse（byte[] recvData)方法让3个结构去解析，最后通过这些结构的属性字段获取相应的查询信息。

其中的资源记录，目前能分析 A记录、SOA记录、TXT记录、CNAME记录、MX记录、NS记录。

界面截图：