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…… 

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。
  
• 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
     
2. 回包
   • 发送dns query请求时，可以看到Questions:1, Answer RRs:1, Additional RRs: 1