在Linux上挖掘DNS应答中的秘密

dig 是一个强大而灵活的工具，用于查询域名系统（DNS）服务器。在这篇文章中，我们将深入了解它的工作原理以及它能告诉你什么。

dig 是一款强大而灵活的查询 DNS 名称服务器的工具。它执行 DNS 查询，并显示参与该过程的名称服务器返回的应答以及与搜索相关的细节。系统管理员和 DNS 管理员经常使用 dig 来帮助排除 DNS 问题。在这篇文章中，我们将深入了解它的工作原理，看看它能告诉我们什么。

开始之前，对 DNS（域名系统）的工作方式有一个基本的印象是很有帮助的。它是全球互联网的关键部分，因为它提供了一种查找世界各地的服务器的方式，从而可以与之连接。你可以把它看作是互联网的地址簿，任何正确连接到互联网的系统，都应该能够使用它来查询任何正确注册的服务器的 IP 地址。

dig 入门

Linux 系统上一般都默认安装了 dig 工具。下面是一个带有一点注释的 dig 命令的例子：

1. $ dig www.networkworld.com
2.  
3. ; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> www.networkworld.com <== 你使用的 dig 版本
4. ;; global options: +cmd
5. ;; Got answer:
6. ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 6034
7. ;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
8.  
9. ;; OPT PSEUDOSECTION:
10. ; EDNS: version: 0, flags:; udp: 65494
11. ;; QUESTION SECTION: <== 你的查询细节
12. ;www.networkworld.com. IN A
13.  
14. ;; ANSWER SECTION: <== 结果
15.  
16. www.networkworld.com. 3568 IN CNAME idg.map.fastly.net.
17. idg.map.fastly.net. 30 IN A 151.101.250.165
18.  
19. ;; Query time: 36 msec <== 查询用时
20. ;; SERVER: 127.0.0.53#53(127.0.0.53) <== 本地缓存解析器
21. ;; WHEN: Fri Jul 24 19:11:42 EDT 2020 <== 查询的时间
22. ;; MSG SIZE rcvd: 97 <== 返回的字节数

如果你得到了一个这样的应答，是好消息吗？简短的回答是“是”。你得到了及时的回复。状态字段（status: NOERROR）显示没有问题。你正在连接到一个能够提供所要求的信息的名称服务器，并得到一个回复，告诉你一些关于你所查询的系统的重要细节。简而言之，你已经验证了你的系统和域名系统相处得很好。

其他可能的状态指标包括：

• SERVFAIL：被查询的名称存在，但没有数据或现有数据无效。
• NXDOMAIN：所查询的名称不存在。
• REFUSED：该区域的数据不存在于所请求的权威服务器中，并且在这种情况下，基础设施没有设置为提供响应服务。

下面是一个例子，如果你要查找一个不存在的域名，你会看到什么？

1. $ dig cannotbe.org
2.  
3. ; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> cannotbe.org
4. ;; global options: +cmd
5. ;; Got answer:
6. ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NXDOMAIN, id: 35348
7. ;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 0, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

一般来说，dig 比 ping 会提供更多的细节，如果域名不存在，ping 会回复 “名称或服务未知”。当你查询一个合法的系统时，你可以看到域名系统对该系统知道些什么，这些记录是如何配置的，以及检索这些数据需要多长时间。

（LCTT 译注：dig 也比 nslookup 提供的数据更多。此外，dig 采用的是操作系统的解析库，而 nslookup 采用的是自己提供的解析库，这有时候会带来不同的行为。最后，有趣的一点是，dig 的返回的格式是符合 BIND 区域文件格式的。）

事实上，有时 dig 可以在 ping 完全不能响应的时候进行响应，当你试图确定一个连接问题时，这种信息是非常有用的。

DNS 记录类型和标志

在上面的第一个查询中，我们可以看到一个问题，那就是同时存在 CNAME 和 A 记录。CNAME（规范名称canonical name）就像一个别名，把一个域名指向另一个域名。你查询的大多数系统不会有 CNAME 记录，而只有 A 记录。如果你运行 dig localhost 命令，你会看到一个 A 记录，它就指向 127.0.0.1 —— 这是每个系统都使用的“回环”地址。A 记录用于将一个名字映射到一个 IP 地址。

DNS 记录类型包括：

• A 或 AAAA：IPv4 或 IPv6 地址
• CNAME：别名
• MX：邮件交换器
• NS：名称服务器
• PTR：一个反向条目，让你根据 IP 地址找到系统名称
• SOA：表示授权记录开始
• TXT 一些相关文本

我们还可以在上述输出的第五行看到一系列的“标志”。这些定义在 RFC 1035 中 —— 它定义了 DNS 报文头中包含的标志，甚至显示了报文头的格式。

1. 1 1 1 1 1 1
2. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
3. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
4. | ID |
5. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
6. |QR| Opcode |AA|TC|RD|RA| Z | RCODE |
7. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
8. | QDCOUNT |
9. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
10. | ANCOUNT |
11. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
12. | NSCOUNT |
13. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
14. | ARCOUNT |
15. +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+

在上面的初始查询中，第五行显示的标志是：

• qr = 查询
• rd = 进行递归查询
• ra = 递归数据可用

RFC 中描述的其他标志包括：

• aa = 权威答复
• cd = 检查是否禁用
• ad = 真实数据
• opcode = 一个 4 位字段
• tc = 截断
• z（未使用）

添加 +trace 选项

如果你添加 +trace 选项，你将从 dig 得到更多的输出。它会添加更多信息，显示你的 DNS 查询如何通过名称服务器的层次结构找到你要找的答案。

下面显示的所有 NS 记录都反映了名称服务器 —— 这只是你将看到的数据的第一部分，因为查询通过名称服务器的层次结构来追踪你要找的东西：

1. $ dig +trace networkworld.com
2.  
3. ; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> +trace networkworld.com
4. ;; global options: +cmd
5. . 84895 IN NS k.root-servers.net.
6. . 84895 IN NS e.root-servers.net.
7. . 84895 IN NS m.root-servers.net.
8. . 84895 IN NS h.root-servers.net.
9. . 84895 IN NS c.root-servers.net.
10. . 84895 IN NS f.root-servers.net.
11. . 84895 IN NS a.root-servers.net.
12. . 84895 IN NS g.root-servers.net.
13. . 84895 IN NS l.root-servers.net.
14. . 84895 IN NS d.root-servers.net.
15. . 84895 IN NS b.root-servers.net.
16. . 84895 IN NS i.root-servers.net.
17. . 84895 IN NS j.root-servers.net.
18. ;; Received 262 bytes from 127.0.0.53#53(127.0.0.53) in 28 ms
19. ...

最终，你会得到与你的要求直接挂钩的信息：

1. networkworld.com. 300 IN A 151.101.2.165
2. networkworld.com. 300 IN A 151.101.66.165
3. networkworld.com. 300 IN A 151.101.130.165
4. networkworld.com. 300 IN A 151.101.194.165
5. networkworld.com. 14400 IN NS ns-d.pnap.net.
6. networkworld.com. 14400 IN NS ns-a.pnap.net.
7. networkworld.com. 14400 IN NS ns0.pcworld.com.
8. networkworld.com. 14400 IN NS ns1.pcworld.com.
9. networkworld.com. 14400 IN NS ns-b.pnap.net.
10. networkworld.com. 14400 IN NS ns-c.pnap.net.
11. ;; Received 269 bytes from 70.42.185.30#53(ns0.pcworld.com) in 116 ms

挑选响应者

你可以使用 @ 符号来指定一个特定的名称服务器来处理你的查询。在这里，我们要求 Google 的主名称服务器响应我们的查询：

1. $ dig @8.8.8.8 networkworld.com
2.  
3. ; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> @8.8.8.8 networkworld.com
4. ; (1 server found)
5. ;; global options: +cmd
6. ;; Got answer:
7. ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 43640
8. ;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 4, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
9.  
10. ;; OPT PSEUDOSECTION:
11. ; EDNS: version: 0, flags:; udp: 512
12. ;; QUESTION SECTION:
13. ;networkworld.com. IN A
14.  
15. ;; ANSWER SECTION:
16. networkworld.com. 299 IN A 151.101.66.165
17. networkworld.com. 299 IN A 151.101.194.165
18. networkworld.com. 299 IN A 151.101.130.165
19. networkworld.com. 299 IN A 151.101.2.165
20.  
21. ;; Query time: 48 msec
22. ;; SERVER: 8.8.8.8#53(8.8.8.8)
23. ;; WHEN: Sat Jul 25 11:21:19 EDT 2020
24. ;; MSG SIZE rcvd: 109

下面所示的命令对 8.8.8.8 IP 地址进行反向查找，以显示它属于 Google 的 DNS 服务器。

1. $ nslookup 8.8.8.8
2. 8.8.8.8.in-addr.arpa name = dns.google.

总结

dig 命令是掌握 DNS 工作原理和在出现连接问题时排除故障的重要工具。