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2015
08-12

DNS support edns-client-subnet

看了2天RFC,终于让DNS支持edns-client-subnet协议,通过google dns resolver的请求,可以获取用户的ip地址。
国内很多CDN和DNS提供商都已经实现了,但网上的中文资料比较少,所以在这里分享一下,能力有限,错误之处还请谅解。

问题

  • CDN使用DNS获取查询IP,根据IP对用户进行地域调度。但这里获取的IP地址是DNS地址,而不是用户真实的IP地址。
  • 大多数情况下,我们假设用户通过会使用离自己网络最近的DNS resolver,CDN调度基本还是准确的。
  • 但也有很多nameserver设置错误,或者用户使用google public dns(nameserver 8.8.8.8/8.8.4.4)或opendns进行DNS resolver

比如:

  1. 国内用户设置nameserver 8.8.8.8 (dig xxx.com @8.8.8.8)
  2. 我们得到的DNS query IP是74.125.16.208,判断IP属于美国,,,加利福尼亚州山景市谷歌公司
  3. 这个时候,我们的DNS会返回离美国加州最近的CDN节点IP给用户。
  4. 国内用户错误的调度到美国节点…… DNS support edns-client-subnet - 第1张  | 大话运维

edns-client-subnet

  • google提交了一份DNS扩展协议,允许DNS resolver传递用户的ip地址给authoritative DNS server.
  • CDN的DNS支持该协议,就可以获取用户真实的IP地址,进行准确的调度。
    DNS support edns-client-subnet - 第2张  | 大话运维
  • OpenDNS和Google Public DNS已经支持了该协议,如果希望他们的query中带有用户IP,需要联系他们添加白名单。提供nameserver的hostname、ip以及可以用来测试解析的域名即可,一般几天就可以搞定。(注:我是晚上22:l00提交的申请,第二天10:00就已经生效了)

实现

一. 支持发送和接收edns-client-subnet的dig

  1. 先下载bind,下载地址
  2. 下载edns-client-subnet dig patch,下载地址
    下载上述2个包,将patch打进bind,编译出dig进行测试:

注意上面的OPT PSEUDOSECTION,已经可以发送和接收edns-client-subnet请求了

二. 协议

  • DNS协议
  • DNS query会包含header和RR 2部分,这里只介绍我们关注地方,网上可以搜到很多协议的介绍,比如这个http://archercai.blog.sohu.com/60779796.html
  • header会描述本次请求中Questions、Answer RRs、Authority RRs和Additional RRs的数量,RR部分会详细描述每个资源的内容,所有的RR格式是相同的,如下:
  • 个人理解edns-client-subnet是对edns协议的扩展,附加在一个DNS请求的Additional RRs区域,这里重点描述edns-client-subnet的结构
    • EDNS协议 Extension mechanisms for DNS (EDNS0):http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-dnsind-edns0-01
  • EDNS0每个字段的结构和描述如下:
  • OPT 的值41,详细的协议值如下:
  • RDLENGTH描述RDATAD的长度,edns-client-subnet的详细格式存在RDATA中,如下:
  • OPTION-CODE: 2个字节
  • OPTION-LENGTH: 2个字节,描述它之后的内容长度(BYTE)
  • FAMILY: 2个字节,1表示ipv4, 2表示ipv6
  • ADDRESS: 实际存放IP地址的地方,ipv4长度为4,google发送过来的长度一般为3,隐藏了ip地址最后一位

三. 开发

完成前2个步骤,就可以开搞了,逻辑很简单:
1. 判断dns query是否包含Additional RRs,读取NAME部分
2. 读取10个字节(byte),判断TYPE是否为41,rdlength > 8
3. 如果rdlength > 8,再读取8个字节,对应OPTION-CODE(2)–>OPTION-LENGTH(2)–>FAMILY(2)–>SOURCE NETMASK(1)–>SCOPE NETMASK(1)
4. 读取剩下的address,长度 rdlength – 8 或者 option-length – 4都行
注:读取到的地址长度为4,可以用socket.inet_ntoa变成ip地址,如果不够4个字节,需要后面补\x00
5. 获取到的IP地址就可以用来进行判断调度了
6. respond时也需要增加一个Additional RRs区域,直接把请求的Additional内容发过去就可以(如果支持source netmask,将请求中的source netmask复制到scope netmask中,OpenDNS要求必须支持scope netmask)

四. 抓包

  1. 发包
    • 发送dns query请求时,可以看到Questions:1, Additional RRs: 1
    • Additional RRs中,type: 41(OPT), rdlength: 12 (google发过来的包,长度为11,没有IP地址最后一位)
    • 12 – OPTION-CODE(2) – OPTION-LENGTH(2) – FAMILY(2) – SOURCE NETMASK(1) – SCOPE NETMASK(1) = 4,IPV4 地址的大小
      DNS support edns-client-subnet - 第3张  | 大话运维
  2. 回包
    • 发送dns query请求时,可以看到Questions:1, Answer RRs:1, Additional RRs: 1
最后编辑:
作者:saunix
大型互联网公司linux系统运维攻城狮,专门担当消防员

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