LINUX 入门 6

时间：2024-05-08 14:33:19

LINUX 入门 6

day10 20240505 耗时：41min

day10 20240506 耗时：155min

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第6章 DNS协议与请求

1 DNS协议分析与项目介绍

  1. 自己去看教程 快速扫了一下，还是结合实践去看概念有感觉

    回答以下几个问题：

    1. dns作用
    2. dns分层
    3. 服务类型：授权型、递归型recursion
    4. dns协议——结构，服务器去解析，解析过程，报文格式

    DNS互联网开发重要组件，domain name system：翻译域名domain name为IP地址

    windows下win+R
cmd
nslookup www.baidu.com 查看网址的ip 14.215.177.38和39

​ 我貌似不行，一直timeout，第二天试了以下又行了

  1. wireshark 对dns解析

    自己官网装一下就行，下载巨慢，用迅雷下就行

    选Ethernet以太网 这个网卡网络适配器，but好像没有，wlan有，敲网址以后

    前两条query，后一条response

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    看协议报文格式——recursion递归型查询，头部正文等等，去看教程，有点印象，看过的八股里有

2 DNS请求头定义与域名查询原则

域名查询 类似 Huffman树结构+多栈

0voice.com的name：60voice3com

// 查协议报文格式
struct dns_header{
    // 长度固定
    unsigned short id;
    unsigned short flags;
    unsigned short questions;
    unsigned short answer;
    unsigned short authority;
    unsigned short additional;
};

struct dns_question {
    // 长度不固定
	int length;
	unsigned short qtype;
	unsigned short qclass;
	unsigned char *name; // 
};

3 DNS header填充与函数实现

  1. wireshark看到的一坨——物理层、数据链路层、网络层、传输层、DNS层
  2. query和response的transaction ID不变
  3. htons：将主机字节顺序转换为网络字节顺序的函数，其中 “htons” 代表 “host to network short”。在网络编程中，字节顺序是一个重要的概念，因为不同的计算机体系结构可能采用不同的字节顺序（即大端序12 | 34和小端序13 | 24），而网络协议通常要求使用特定的字节顺序进行通信，以确保数据在不同计算机之间正确解释。
// 2 client send to dns server 填充header
int dns_create_header(struct dns_header *header){
    // 先判断传进来的参数，习惯！！！
    if(header ==NULL) return -1;
    memset(header, 0, sizeof(struct dns_header)); //接着，使用 memset 函数将传入的 header 指针所指向的内存区域全部设置为 0。这个操作通常用于初始化内存，确保结构体中的所有字段都被正确初始化为 0。

    // random, 下面两行一起产生的，多线程，不安全，先srandom产生种子，在其他地方random（）调用会出问题
    srandom(time(NULL)); //提供一个随机种子，限定随机值的范围； 现在距离1970年的秒数，所以随机值很大！// srandom(100); //产生0-99的值！
    header->id = random();

    header->flags = htons(0x100);
    header->questions = 1; //每次查一个DNS
}

4 DNS question填充与函数实现

不要开2倍速，听也听不清，很暴躁，越听越暴躁 1.25可以

  1. size_t: size_t 是一种用于表示内存大小的数据类型，通常用于与内存相关的操作，比如数组索引、内存分配等。它的大小在不同的系统中可能有所不同，但通常被定义为无符号整数类型。

    在 C 语言中，size_t 类型通常是 typedef 为 unsigned int 或者 unsigned long 的别名，取决于具体的编译器和系统架构。在 32 位系统中，通常为 unsigned int，而在 64 位系统中通常为 unsigned long。

  2. strncpy(a,b,长度) strcpy()遇到\0才结束 b给a

// hostname:www.0voice.com 
// name：3www6voice3com0
int dns_create_question(struct dns_question *question, const char *hostname){
    if(question == NULL || hostname == NULL) return -1;
    memset(question, 0, sizeof(struct dns_question));

    question->name = (char*)malloc(strlen(hostname));
    if(question->name == NULL) return -2;

    question->length = strlen(hostname) + 2;
    question->qtype = htons(1); //变成A
	question->qclass = htons(1);

    // name转换,一段段截
    const char delim[2] = "."; //字符数组2个.
    char *qname = question->name;

    char *hostname_dup = strdup(hostname); //复制duplicate，自带malloc，返回一个动态的非常量！！
    char *token = strtok(hostname_dup,delim); //截取token, 按分隔符delim截
    while(token != NULL){
        // 第一组www
        size_t len = strlen(token);//取这段长度，size_t: 是一种用于表示内存大小的数据类型，
        *qname = len;
        qname++; //第一个放长度

        strncpy(qname, token, len + 1);//最后的\0结束符也copy
        qname += len;//指针移到结尾

        // 更新token，后面2组0voice com
        token = strtok(NULL, delim); //0voice.com第一次截要hostname_dup，第二次就接着截，所以线程不安全，因为保存了上一次截取的会错乱
    }

    free(hostname_dup);

}

5 DNS协议 UDP编程的实现

如何发射到DNS服务器（改不了），只能改client端。DNS类似广播，UDP：基于无连接，只管发不管收到吗

  1. AF_INET是一种常见的网络地址家族，它用于IPv4（Internet Protocol version 4）地址。在网络编程中，AF_INET常用于创建和处理IPv4套接字（socket）。它指示使用IPv4地址格式来进行通信。
  2. SOCK_DGRAM是一种套接字类型，用于在网络编程中进行数据报式（Datagram）通信。该类型的套接字提供了无连接、不可靠的数据传输服务。每个发送的数据包被视为一个独立的实体，可能会以任意顺序到达目标地址，并且也不能保证可靠交付或按顺序交付。UDP（User Datagram Protocol）就是使用SOCK_DGRAM套接字类型进行通信的协议之一。与TCP相比，UDP具有更低的开销和延迟，适用于对实时性要求较高但不需要可靠性和顺序性保证的应用场景。
  3. sendto(fd, request, length, 0, servaddr, addr_len);
  • fd：套接字文件描述符。
  • request：要发送的数据报内容。
  • length：要发送的数据报长度。
  • 0：标志位，用于指定额外的选项。在此处设置为0表示没有额外选项。
  • servaddr：目标地址信息，通常是一个结构体类型，包含目标IP地址和端口号等信息。
  • addr_len：目标地址信息结构体的大小。

UDP编程比较格式化，没啥为什么比较固定了

// 3 udp
int dns_client_commit(const char *domain){
    // AF_INET是一种常见的网络地址家族，它用于IPv4（Internet Protocol version 4）地址。在网络编程中，AF_INET常用于创建和处理IPv4套接字（socket）。它指示使用IPv4地址格式来进行通信。
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //client发的forward fd

    if(sockfd < 0) return -1;


    // 结构体的定义这么多年基本这么写，比较固定
    struct sockaddr_in servaddr = {0};
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(DNS_SERVER_PORT);
    servaddr.sin_addr = inet_addr(DNS_SERVER_IP);

    int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));
	printf("connect : %d\n", ret);

    struct dns_header header = {0};
    dns_create_header(&header);

    struct dns_question = {0};
    dns_create_question(&question, domain);

    char request[1024] = {0};
    int length = dns_build_request(&header, &question, request);

    // request
    int slen = sendto(fd, request, length, 0, servaddr, sizof(struct sockaddr));

    // recvfrom在这里阻塞，send和recieve在一起
    char response[1024] = {0};
    struct sockaddr_in addr;
    size_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);

    int n = recvfrom(sockfd, response,sizeof(response), 0, (struct sockaddr*)&addr, (socklen_t*)&addr_len);
    printf("recvfrom: %d, %s\n", n , response);
    return n;
}

6 DNS build_requestion的实现

connect()类似连接前开路的，在tcp三次握手有用，udp没那么有用，可能在sendto前用

云里雾里的有点，太多库函数和数据类型 <sys/socket.h> <netinet/in.h> <unistd.h>不认识

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

#define DNS_SERVER_PORT 53
#define DNS_SERVER_IP "114.114.114.114"


//  协议包组织打包，已有header question合并到request
int dns_build_request(struct dns_header *header, struct 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(struct dns_header)); //header复制到request
    int offset = sizeof(struct dns_header);
    
    // question-> request    
    memcpy(request + offset,question->name, question->length); // request +offset这里
    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 main(int argc, char* argv[]){
    if(argc <2) return -1;
    dns_client_commit(argv[1]);
}

7 调试

爆了一堆错，一个个改

gcc -o dns dns.c 
./dns www.0voice.com

我打印了connect : 0没有打印接收recvfrom的东西，说明连接服务器是成功了

记住一句话

按DNS协议发送数据，就会按DNS协议返回数据，所以根本没法数据

问题处在：dns_create_header里

// header->questions = 1; //每次查一个DNS

header->questions = htons(1); // 要转成网络字节序

输出

recvfrom: 48, %ځ�
%ځ�www0voicecom�
                m+�y
5ffffffdaffffff81ffffff80010100003777777630766f6963653636f6d00101ffffffc0c01010016d042bffffff8b791b

8 DNS相应response解析

这里没敲，只看了操作和效果

is_pointer是否一帧，dns_parse_name和dns_parse_response就是翻译上面一坨乱码字符和16进制的形式

UDP好处，比TCP好处

  1. UDP传输快，对带宽无限制，比如迅雷下载 整个局域网就你下
  2. UDP响应速度快，游戏里服务器对客户端响应快！还有下载文件的时候

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