一、windows中通过uslookup根据域名查看ip
在windows中 通过域名查询 ip地址
在cmd中输入
nslookup www.baidu.com
就可以查询到百度的ip地址
这也是后续要实现的效果，通过dns请求来获取指定域名的ip地址
二、使用wireshark查看dns报文
从官方下载wireshark,直接全部下一步就行了，除了安装目录可以自己改一下。
打开后，选择当前连接的网络，（有峰状的图，才表明是连上的），比如我连的是无线网，双击WLAN
在上方输入dns，来过滤出dns相关内容
打开自己的浏览器，输入www.baidu.com，接下来就能在下面找到了
找到www.baidu.com
双击可以看到分组
总共五行，从上往下，以此是物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层
点开第5个，因为dns属于应用层
下图是dns协议报文，上面与下面的dns协议报文是一一对应的。
Transaction ID是一个随机数，Flags=0x0100是一个标准的查询，一般都是这么设置，里面包含了递归查询什么的设置。questions数是请求数，如果只请求一个网站，那么设置1就行了。剩下的就不用管了，默认都为0
Queries对应上图的Queries
注意这个长度6，不是’6’而是’\006’(也就是ascii的值为6)，而域名中的0voice的0是字符‘0’，对应ascii的值为48
注意最后一个是’\0’不是’0’
三、代码实现DNS请求
1.创建首部header和question两个结构体
因此根据上面dns报文协议，创建2个结构体
1个存储dns首部header，另1个存储Queries（用来查询）
分别对应上面报文中的内容，除了length(表示char* name（域名）的长度)
struct dns_header{ unsigned short id; unsigned short flags; unsigned short questions; unsigned short answers; unsigned short authority; unsigned short additional; }; struct dns_question{ int length; unsigned short qtype; unsigned short qclass; char* name;//域名 };
2.初始化dns首部
(id是随机的，flags为0x0100代表标准查询，questions为1，表示只查询一个，htons是为了转化为网络字节序，在补充中解释）
//client send to dns server int dns_create_header(dns_header* header){ if(header==NULL) return -1; memset(header,0,sizeof(header)); //random srandom(time(NULL));//设置种子(因为种子根据时间有关，每次random也会变，因此这是一个线程不安全的) header->id=random();//获得随机数 header->flags=htons(0x0100);//转化为网络字节序 header->questions=htons(1);//每次查询一个域名 return 0; }
3.初始化question
(也就是dns协议报文中的Queries，由于规则问题，要将www.baidu.com转为3www5baidu3com’\0’,注意这个‘\0’是字符串结尾标志)
//创建question //hostname:www.baidu.com //name:3www5baidu3com'\0' int dns_create_question(dns_question* question,const char* hostname){ if(question==NULL||hostname==NULL) return -1; memset(question,0,sizeof(question)); question->name=(char*)malloc(strlen(hostname)+2);//因为要判断结尾'\0'，然后再补充一个开头3 if(question->name==NULL){//如果内存分配失败 return -2; } question->length=strlen(hostname)+2; question->qtype=htons(1);//查询类型，（1表示：由域名获得 IPv4 地址） question->qclass=htons(1);//通常为 1，表明是 Internet 数据 //hostname->name const char delim[2]=".";//分隔符,末尾补个'\0' char* qname=question->name; char* hostname_dup=strdup(hostname);//复制一份hostname --->malloc(所以后续要free) char* token=strtok(hostname_dup,delim); while(token!=NULL){ size_t len=strlen(token);//第一个循环token为www,len=3 *qname=len;//先把长度放上去 qname++; strncpy(qname,token,len+1);//复制www，这里不+1也是可以的，这样是为了把最后的'\0'也复制过来,因为最后也会被覆盖的。(如果这边不+1，最后一步，需要额外加上'\0') qname+=len; token=strtok(NULL,delim);//因为上一次，token获取还未结束，因此可以指定NULL即可。(注意：要依赖上一次的结果，因此也是线程不安全的) } free(hostname_dup); }
4.合并header和question为1个报文
char* request来接受
按序拷贝到request中
//struct dns_header* header //struct dns_question* question //把上面两个合到request中 返回长度 int dns_build_requestion(dns_header* header,dns_question* question,char* request,int rlen){ if(header==NULL||question==NULL||request==NULL) return -1; memset(request,0,rlen); //header-->request memcpy(request,header,sizeof(dns_header));//把header的数据 拷贝 到request中 int offset=sizeof(dns_header); //question-->request memcpy(request+offset,question->name,question->length); offset+=question->length; memcpy(request+offset,&question->qtype,sizeof(question->qtype)); offset+=sizeof(question->qtype); memcpy(request+offset,&question->qclass,sizeof(question->qclass)); offset+=sizeof(question->qclass); return offset; }
5.通过socket实现dns请求
（1.创建sockfd，2.servaddr服务器地址 3.获得request, 4.sendto发送请求 5.recvfrom接受数据 6.从数据中解析出ip地址）
int dns_client_commit(const char* domin){ int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建sockfd,AF_INET表示ipv4, SOCK_DGRAM为报文方式(UDP); if(sockfd<0){//创建失败 return -1; } sockaddr_in servaddr={0};//服务器地址(sockaddr_in存储) servaddr.sin_family=AF_INET;//协议簇 servaddr.sin_port=htons(DNS_SERVER_PORT);//端口 servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DNS_SERVER_IP);//添加dns服务器ip int ret=connect(sockfd,(sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));//在udp编程中可加可不加 printf("connect:%d",ret); dns_header header={0}; dns_create_header(&header); dns_question question={0}; dns_create_question(&question,domin); char request[1024]={0};//假设定义为1024长度 int length = dns_build_requestion(&header,&question,request,1024); //request 发送请求 int slen=sendto(sockfd,request,length,0,(sockaddr*)&servaddr,sizeof(sockaddr)); //receive from 接受数据 char response[1024]={0}; sockaddr_in addr; size_t addr_len=sizeof(sockaddr_in); int n = recvfrom(sockfd,response,sizeof(response),0,(sockaddr*)&addr,(socklen_t*)&addr_len); printf("recvfrom:%d \n",n); for(int i=0;i<n;i++){ printf("%c",response[i]); } for(int i=0;i<n;i++){ printf("%x",response[i]); } printf("\n"); return n; }
6.解析结果
#define DNS_HOST 0x01 #define DNS_CNAME 0x05 struct dns_item { char *domain; char *ip; };
static int is_pointer(int in) { return ((in & 0xC0) == 0xC0); } static void dns_parse_name(unsigned char *chunk, unsigned char *ptr, char *out, int *len) { int flag = 0, n = 0, alen = 0; char *pos = out + (*len); while (1) { flag = (int)ptr[0]; if (flag == 0) break; if (is_pointer(flag)) { n = (int)ptr[1]; ptr = chunk + n; dns_parse_name(chunk, ptr, out, len); break; } else { ptr ++; memcpy(pos, ptr, flag); pos += flag; ptr += flag; *len += flag; if ((int)ptr[0] != 0) { memcpy(pos, ".", 1); pos += 1; (*len) += 1; } } } } static int dns_parse_response(char *buffer, struct dns_item **domains) { int i = 0; unsigned char *ptr = (unsigned char* )buffer; ptr += 4; int querys = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 2; int answers = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 6; for (i = 0;i < querys;i ++) { while (1) { int flag = (int)ptr[0]; ptr += (flag + 1); if (flag == 0) break; } ptr += 4; } char cname[128], aname[128], ip[20], netip[4]; int len, type, ttl, datalen; int cnt = 0; struct dns_item *list = (struct dns_item*)calloc(answers, sizeof(struct dns_item)); if (list == NULL) { return -1; } for (i = 0;i < answers;i ++) { bzero(aname, sizeof(aname)); len = 0; dns_parse_name((unsigned char* )buffer, ptr, aname, &len); ptr += 2; type = htons(*(unsigned short*)ptr); ptr += 4; ttl = htons(*(unsigned short*)ptr); ptr += 4; datalen = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 2; if (type == DNS_CNAME) { bzero(cname, sizeof(cname)); len = 0; dns_parse_name((unsigned char* )buffer, ptr, cname, &len); ptr += datalen; } else if (type == DNS_HOST) { bzero(ip, sizeof(ip)); if (datalen == 4) { memcpy(netip, ptr, datalen); inet_ntop(AF_INET , netip , ip , sizeof(struct sockaddr)); printf("%s has address %s\n" , aname, ip); printf("\tTime to live: %d minutes , %d seconds\n", ttl / 60, ttl % 60); list[cnt].domain = (char *)calloc(strlen(aname) + 1, 1); memcpy(list[cnt].domain, aname, strlen(aname)); list[cnt].ip = (char *)calloc(strlen(ip) + 1, 1); memcpy(list[cnt].ip, ip, strlen(ip)); cnt ++; } ptr += datalen; } } *domains = list; ptr += 2; return cnt; }
在dns_client_commit末尾补充
四、补充
1.srandom()
srandom()可以设定种子，比如srandom(0) 、srandom(1)等等。如果srandom设定了一个固定的种子，那么random得出的随机数就是固定的；
如果程序运行时通过srandom(time(NULL))设定种子为随机的，那么random()每次生成的随机数就是非固定的了。
2.htons()
htons完整是 host to net short (将unsigned short转为网络字节序)
为什么htons(1)的值是256?
因为short是16位的,可以用0x00 01来表示内存中的1。但是，在网路字节序中，就是0x01 00，因此值为256
现在通过memcp将header中的内容拷贝到request中去
由于struct dns_header占用2个字节，因此sizeof(dns_header)=12
每个request[i]表示1个字节，一个unsigned short对应2个字节
比如flags=1，那么低位request[2]=0x01，高位request[3]=0x00
可以发现在内存空间中，低位占内存空间小的位置，也就是小端模式
反之，之前调用了htons(0x0100)，使得flags=1,对应于网络字节序就是0x0100(也就是256)
3.connect
在udp中，connect仅仅是为了开路的，保证sendto的成功
4.recvfrom的结果
得到的response结果需要进行解析
5.dns_build_requestion要传入长度
dns_build_requestion时候一定要传长度1024
虽然现在结果是1024，是一块连续的内存，char占一个字节，因此是1024
但是传入函数后
因为传入的是一个指针，占8个字节。
同理，这边，不能用question->name，因为指针的大小为8字节，虽然指向字符串头部，但是不代表字符串的大小。
memcpy(request+offset,question->name,question->length);
6.sockaddr和sockaddr_in的区别
7.udp的优势
五、完整代码
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<time.h> #include<netinet/in.h> #include<sys/socket.h> #include<arpa/inet.h> #include<iostream> #define DNS_SERVER_PORT 53 #define DNS_SERVER_IP "114.114.114.114" #define DNS_HOST 0x01 #define DNS_CNAME 0x05 //声明 static int dns_parse_response(char *buffer, struct dns_item **domains); struct dns_header{ unsigned short id; unsigned short flags; unsigned short questions; unsigned short answers; unsigned short authority; unsigned short additional; }; struct dns_question{ int length; unsigned short qtype; unsigned short qclass; char* name;//域名 }; struct dns_item { char *domain; char *ip; }; //client send to dns server int dns_create_header(dns_header* header){ if(header==NULL) return -1; memset(header,0,sizeof(dns_header)); //random srandom(time(NULL));//设置种子(因为种子根据时间有关，每次random也会变，因此这是一个线程不安全的) header->id=random();//获得随机数 header->flags=htons(0x0100);//转化为网络字节序 header->questions=htons(1);//每次查询一个域名 return 0; } //创建question //hostname:www.baidu.com //name:3www5baidu3com'\0' int dns_create_question(dns_question* question,const char* hostname){ if(question==NULL||hostname==NULL) return -1; memset(question,0,sizeof(question)); question->name=(char*)malloc(strlen(hostname)+2);//因为要判断结尾'\0'，然后再补充一个开头3 if(question->name==NULL){//如果内存分配失败 return -2; } question->length=strlen(hostname)+2; question->qtype=htons(1);//查询类型，（1表示：由域名获得 IPv4 地址） question->qclass=htons(1);//通常为 1，表明是 Internet 数据 //hostname->name const char delim[2]=".";//分隔符,末尾补个'\0' char* qname=question->name; char* hostname_dup=strdup(hostname);//复制一份hostname --->malloc(所以后续要free) char* token=strtok(hostname_dup,delim); while(token!=NULL){ size_t len=strlen(token);//第一个循环token为www,len=3 *qname=len;//先把长度放上去 qname++; strncpy(qname,token,len+1);//复制www，这里不+1也是可以的，这样是为了把最后的'\0'也复制过来,因为最后也会被覆盖的。(如果这边不+1，最后一步，需要额外加上'\0') qname+=len; token=strtok(NULL,delim);//因为上一次，token获取还未结束，因此可以指定NULL即可。(注意：要依赖上一次的结果，因此也是线程不安全的) } free(hostname_dup); } #if 0 int dns_create_question(dns_question* question,const char* hostname){ if(question==NULL||hostname==NULL) return -1; memset(question,0,sizeof(dns_question)); question->name=(char*)malloc(strlen(hostname)+2); if(question->name==NULL) return -2; question->length=strlen(hostname)+2; question->qtype=htons(1); question->qclass=htons(1); // memset(question->name,0,question->length); int i=0,n=strlen(hostname); string hostname_tmp=(char*)hostname; string name; while(i<n){ int start=i; while(i<n&&hostname_tmp[i]!='.') i++; name+=i-start; name+=hostname_tmp.substr(start,i-start); while(i<n&&hostname[i]=='.') i++; } for(int i=0;i<question->length;i++) question->name[i]=name[i]; return 0; } #endif //struct dns_header* header //struct dns_question* question //把上面两个合到request中 返回长度 int dns_build_requestion(dns_header* header,dns_question* question,char* request,int rlen){ if(header==NULL||question==NULL||request==NULL) return -1; memset(request,0,rlen); //header-->request memcpy(request,header,sizeof(dns_header));//把header的数据 拷贝 到request中 int offset=sizeof(dns_header); //question-->request memcpy(request+offset,question->name,question->length); offset+=question->length; memcpy(request+offset,&question->qtype,sizeof(question->qtype)); offset+=sizeof(question->qtype); memcpy(request+offset,&question->qclass,sizeof(question->qclass)); offset+=sizeof(question->qclass); return offset; } int dns_client_commit(const char* domin){ int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建sockfd,AF_INET表示ipv4, SOCK_DGRAM为报文方式(UDP); if(sockfd<0){//创建失败 return -1; } sockaddr_in servaddr={0};//服务器地址(sockaddr_in存储) servaddr.sin_family=AF_INET;//协议簇(sockaddr_in_family) servaddr.sin_port=htons(DNS_SERVER_PORT);//端口 servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DNS_SERVER_IP);//添加dns服务器ip int ret=connect(sockfd,(sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));//在udp编程中可加可不加 printf("connect:%d",ret); dns_header header={0}; dns_create_header(&header); dns_question question={0}; dns_create_question(&question,domin); char request[1024]={0};//假设定义为1024长度 int length = dns_build_requestion(&header,&question,request,1024); //request 发送请求 int slen=sendto(sockfd,request,length,0,(sockaddr*)&servaddr,sizeof(sockaddr)); //receive from 接受数据 char response[1024]={0}; sockaddr_in addr; size_t addr_len=sizeof(sockaddr_in); int n = recvfrom(sockfd,response,sizeof(response),0,(sockaddr*)&addr,(socklen_t*)&addr_len); // printf("recvfrom:%d \n",n); // for(int i=0;i<n;i++){ // printf("%c",response[i]); // } // for(int i=0;i<n;i++){ // printf("%x",response[i]); // } dns_item *dns_domain = NULL; dns_parse_response(response, &dns_domain); free(dns_domain); return n; } static int is_pointer(int in) { return ((in & 0xC0) == 0xC0); } static void dns_parse_name(unsigned char *chunk, unsigned char *ptr, char *out, int *len) { int flag = 0, n = 0, alen = 0; char *pos = out + (*len); while (1) { flag = (int)ptr[0]; if (flag == 0) break; if (is_pointer(flag)) { n = (int)ptr[1]; ptr = chunk + n; dns_parse_name(chunk, ptr, out, len); break; } else { ptr ++; memcpy(pos, ptr, flag); pos += flag; ptr += flag; *len += flag; if ((int)ptr[0] != 0) { memcpy(pos, ".", 1); pos += 1; (*len) += 1; } } } } static int dns_parse_response(char *buffer, struct dns_item **domains) { int i = 0; unsigned char *ptr = (unsigned char* )buffer; ptr += 4; int querys = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 2; int answers = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 6; for (i = 0;i < querys;i ++) { while (1) { int flag = (int)ptr[0]; ptr += (flag + 1); if (flag == 0) break; } ptr += 4; } char cname[128], aname[128], ip[20], netip[4]; int len, type, ttl, datalen; int cnt = 0; struct dns_item *list = (struct dns_item*)calloc(answers, sizeof(struct dns_item)); if (list == NULL) { return -1; } for (i = 0;i < answers;i ++) { bzero(aname, sizeof(aname)); len = 0; dns_parse_name((unsigned char* )buffer, ptr, aname, &len); ptr += 2; type = htons(*(unsigned short*)ptr); ptr += 4; ttl = htons(*(unsigned short*)ptr); ptr += 4; datalen = ntohs(*(unsigned short*)ptr); ptr += 2; if (type == DNS_CNAME) { bzero(cname, sizeof(cname)); len = 0; dns_parse_name((unsigned char* )buffer, ptr, cname, &len); ptr += datalen; } else if (type == DNS_HOST) { bzero(ip, sizeof(ip)); if (datalen == 4) { memcpy(netip, ptr, datalen); inet_ntop(AF_INET , netip , ip , sizeof(struct sockaddr)); printf("%s has address %s\n" , aname, ip); printf("\tTime to live: %d minutes , %d seconds\n", ttl / 60, ttl % 60); list[cnt].domain = (char *)calloc(strlen(aname) + 1, 1); memcpy(list[cnt].domain, aname, strlen(aname)); list[cnt].ip = (char *)calloc(strlen(ip) + 1, 1); memcpy(list[cnt].ip, ip, strlen(ip)); cnt ++; } ptr += datalen; } } *domains = list; ptr += 2; return cnt; } int main(int argc,char* argv[]){ if(argc<2) return -1; dns_client_commit(argv[1]); }
