使用 Golang 构建 DNS 服务器

需求：对 DNS 查询进行转发和缓存的本地 DNS 服务器。 补充 1：提供一个记录管理的接口（HTTP handler）。 补充 2：提供一个名字（name）。 DNS 服务器的相关要点如下： - DNS 服务器把域名转换为 IP。 - DNS 主要使用 UDP 协议，其端口为 53。 - DNS 消息的长度最多为 512 字节，若超过这个长度，则必须使用 EDNS。 需要的组成部分有： - UDP - DNS 消息解析器（DNS message parser） - 转发 - 缓存 - HTTP handler 我们的解决方案是： - UDP：标准包 `net` 支持 UDP。 - DNS 消息解析器：需要一些工作，来根据特定协议（UDP）的通信，处理报文。为了更快地实现，我们使用 `golang.org/x/net/dns/dnsmessage`。 - 转发：实现方式有很多，我们使用了 Cloudflare 公共解析器（Cloudflare public resolver）：1.1.1.1。 - 缓存：持久性存储。为了持久化写入数据，我们使用标准包 `gob` 来编码数据。 - HTTP handler：应该能够添加、查询、更新和删除 DNS 记录。不需要使用配置文件。 开启 UDP socket，监听 53 端口，可以接收 DNS 查询。需要注意的是，UDP 只需要一个 socket 来处理多条“连接”，而 TCP 对于每条连接都需要一个 socket。因此，我们在程序中，会重复使用 `conn`。 ```go conn, _ = net.ListenUDP("udp", &net.UDPAddr{Port: 53}) defer conn.Close() for { buf := make([]byte, 512) _, addr, _ := conn.ReadFromUDP(buf) ... } ``` 解析报文，检查是否是 DNS 消息。 ```go var m dnsmessage.Message err = m.Unpack(buf) ``` 如果你想知道一条 DNS 消息长什么样，请查看下图：  ## 转发消息到公共解析器 ```go // re-pack packed, err = m.Pack() resolver := net.UDPAddr{IP: net.IP{1, 1, 1, 1}, Port: 53} _, err = conn.WriteToUDP(packed, &resolver) ``` 公共解析器会返回一条 anwser，我们会抓取信息，返回给客户端。 ```go if m.Header.Response { packed, err = m.Pack() _, err = conn.WriteToUDP(packed, &addr) } ``` 当然并发使用 `conn` 很安全，所以 `WriteToUDP` 应该在 Go 协程中运行。 ## 存储 answer 我们会使用 map，简单采用“ question-anwser ”的键值对，这会让查询变得很容易。同样不要忘了 `RWMutex`，对于并发操作，map 使用起来并不安全。需要提醒的是，从理论上讲，在一次 DNS 查询中，可能会有多个 question，但是大多数 DNS 服务器，都只会接收一条 question。 ```go func questionToString(q dnsmessage.Question) string { ... } type store struct { sync.RWMutex data map[string][]dnsmessage.Resource } q := m.Questions[0] var s store s.Lock() s.data[questionToString(q)] = m.Answers s.Unlock() ``` ## 持久化缓存（persistent cache） 我们需要把 `s.data` 写入到文件中，以便以后重新获取它。我们使用了标准包 `gob`，而无需自定义解析。 ```go f, err := os.Create(filepath.Join("path", "file")) enc := Gob.NewEncoder(f) err = enc.Encode(s.data) ``` 需要注意，**gob** 在编码前需要知道数据类型。 ```go func INIt() { Gob.Register(&dnsmessage.AResource{}) ... } ``` ## 记录管理 这个相对来说就比较简单了，Create handler 如下所示： ```go type request struct { Host string TTL uint32 Type string Data string } func toResource(req request) (dnsmessage.Resource, error) { ... } // POST handler err = JSON.NewDecoder(r.Body).Decode(&req) // transform req to a dnsmessage.Resource r, err := toResource(req) // write r to the store ``` 理所当然是吧？ 完整的代码在[这里](https://github.com/owlwalks/rind)。我将其命名为 **rind**（REST interface name domain）。 以上就是用 Go 实现这个网络程序的简述。 欢迎任何反馈。编程愉快，Gopher ！