guowenxue
2021-11-03 74222910631d9fd5faa4f8795311d8c56a27e1c4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2018 LingYun IoT Studio
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  dns_api.c
 *    Description:  This file is DNS client API based on UDP socket
 *                 
 *        Version:  1.0.0(10/29/2018)
 *         Author:  Guo Wenxue <guowenxue@gmail.com>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "2018-10-28 01:38:08 PM"
 *                 
 ********************************************************************************/ 
 
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
#include "dns_api.h"
 
 
/*+-----------------------------------------------------------------------------------+
 *| DNS Protocal packet format definition   
 *| Reference:  https://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txt
 *|             https://www2.cs.duke.edu/courses/fall16/compsci356/DNS/DNS-primer.pdf
 *+-----------------------------------------------------------------------------------+
 */
 
/*
DNS packet format:
    +---------------------+
    |        Header       |
    +---------------------+
    |       Question      | the question for the name server
    +---------------------+
    |        Answer       | RRs answering the question
    +---------------------+
    |      Authority      | RRs pointing toward an authority
    +---------------------+
    |      Additional     | RRs holding additional information
    +---------------------+
 
Header section format:
                                    1  1  1  1  1  1
      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  0  1  2  3  4  5
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                      ID                       |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |QR|   Opcode  |AA|TC|RD|RA|   Z    |   RCODE   |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                    QDCOUNT                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                    ANCOUNT                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                    NSCOUNT                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                    ARCOUNT                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
 
 
Question section format:
 
      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  0  1  2  3  4  5
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                                               |
    /                     QNAME                     /
    /                                               /
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                     QTYPE                     |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                     QCLASS                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
 
Resource record format:
                                    1  1  1  1  1  1
      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  0  1  2  3  4  5
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                                               |
    /                                               /
    /                      NAME                     /
    |                                               |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                      TYPE                     |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                     CLASS                     |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                      TTL                      |
    |                                               |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
    |                   RDLENGTH                    |
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--|
    /                     RDATA                     /
    /                                               /
    +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
*/
 
 
void dump_buf(const char *prompt, char *data, int len)
{
    int      i;
 
    if(prompt)
    {
        printf("%s", prompt);
    }
 
    for(i=0; i<len; i++)
    {
        printf("%02x ", data[i]);
    }
 
    printf("\n");
}
 
int fill_dns_head(char *packet, int size)
    unsigned short   tmp;
    int              ofset = 0;
 
    if( !packet || size<DNS_HEAD_MIN )
    {
        printf("Invalid input arguments in %s()\n", __FUNCTION__);
        return -1;
    }
 
    /* DNS Head: Transaction ID */
    srand((int)time(0));
    tmp = (unsigned short)random();
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS Head: Flags */
    tmp = 0x0001; /* MSB */
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS Head: Questions */
    tmp = 0x0100; /* MSB */
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS Head: Answer RRs */
    tmp = 0x0000;
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS Head: Authority RRs */
    tmp = 0x0000;
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS Head: Additional RRs */
    tmp = 0x0000;
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    //dump_buf("DNS packet head: \n", packet, ofset);
 
    return ofset;
}
 
int fill_dns_question_qtype_qclass(char *packet, int size)
    unsigned short   tmp;
    int              ofset = 0;
 
    if( !packet || size<DNS_HEAD_MIN )
    {
        printf("Invalid input arguments in %s()\n", __FUNCTION__);
        return -1;
    }
 
    /* DNS QType: 0x0001(A record)   0x0005(CNAME)*/
    tmp = 0x0100; /* MSB */
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    /* DNS QClass, 0x0001: representing Internet addresses */
    tmp = 0x0100; /* MSB */
    memcpy(&packet[ofset], &tmp, 2);
    ofset += 2;
 
    //dump_buf("DNS packet tail: \n", packet, ofset);
 
    return ofset;
}
 
/* www.baidu.com ==> 3www5baidu3com0 */
 
int fill_dns_question_qname(char *domain, char *packet, int size)
{
    int           ofset = 0;
    const char   *start;
    char         *ptr;
    int           len;
 
    /* Check arguments */
    if( !domain || !packet || size<strlen(domain) )
    {
        return -1;
    }
 
    start = domain;
    while( (ptr=(strchr(start, '.'))) != NULL )
    {
        len=ptr-start; /* get segemnent length by '.'  */
        packet[ofset++] = len;
 
        len = ptr-start;
        strncpy(&packet[ofset], start, len); /* copy segemnent string  */
        ofset += len; 
        
        start = ptr + 1; /* let start point to next character follow '.'  */
    }
 
    /* last segemnent by '.' is pointed by start */
    len = strlen(domain)- (start-domain);
    packet[ofset++] = len;
 
    /* check strncpy buffer limits  */
    if(size-ofset < len)
        len = size-ofset;
 
    strncpy(&packet[ofset], start, len);
    ofset += len;
 
    packet[ofset++] = 0x00;
 
    return ofset;
}
 
 
 
int query_dns(char *dns_server_ip, char *domain, char *ipaddr, int ipaddr_size)
{
    int                    sockfd;
    char                   msg_buf[512];
    int                    ofset = 0;
    int                    rv = -1;
    short                  records; 
        struct sockaddr_in     servaddr;
 
    if(!domain || !ipaddr || strlen(domain)<=0 || ipaddr_size<IPADDR_LEN)
    {
        printf("Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
    memset(ipaddr, 0, ipaddr_size); 
 
 
    /*+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
     *| Parser baidu.com: 
     *| Send DNS Query Packet: 
         *|    a7 c3 01 00 00 01 00 00 00 00 00 00 05 62 61 69 64 75 03 63 6f 6d 00 00 01 00 01 
     *|
     *| Header section format:
     *|  Session ID(2B): A7 C3
     *|        Flag(2B): 01 00 
     *|     QDCOUNT(2B): 01 00        1 entry in the question section
     *|     ANCOUNT(2B): 00 00        0 resource records in the answer section
     *|     NSCOUNT(2B): 00 00        0 resource records in the authority records section
     *|     ARCOUNT(2B): 00 00        0 resource records in the additional records section
     *|
     *| Question section format:
     *|       QNAME(nB): 05 62 61 69 64 75 03 63 6f 6d 00:   05baidu03com0
     *|       QTYPE(2B): 00 01        1: (A record)
     *|      QCLASS(2B): 00 01        1: (Internet addresses)
     *+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
     */
 
    rv=fill_dns_head(&msg_buf[ofset], sizeof(msg_buf)-ofset);
    if( rv < 0 )
    {
        printf("Fill DNS head failure\n");
        return -2;
    }
           ofset += rv;
 
    rv = fill_dns_question_qname(domain, &msg_buf[ofset], sizeof(msg_buf)-ofset);
    if(rv < 0)
    {
        printf("Fill DNS Question Qname failure\n");
        return -2;
    }
    ofset += rv;
 
    rv= fill_dns_question_qtype_qclass(&msg_buf[ofset], sizeof(msg_buf)-ofset);
    if( rv < 0 )
    {
        printf("Fill DNS Question QType and QClass\n");
        return -3;
    }
    ofset += rv;
 
    //dump_buf("DNS packet : \n", msg_buf, ofset);
    
    if ( (sockfd=socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 )
    {
        printf("Create UDP socket failure: %s\n", strerror(errno));
        return -4;
    }
       
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
           servaddr.sin_family = AF_INET;
           servaddr.sin_port = htons(53); /*DNS default port 53 */
           servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(dns_server_ip);
 
    if( sendto(sockfd, msg_buf, ofset, 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0 )
    {
        printf("Send DNS packet to DNS server[%s] failure: %s\n", dns_server_ip, strerror(errno));
        return -5;
    }
 
           if( (rv=recvfrom(sockfd, msg_buf, sizeof(msg_buf), 0, NULL, NULL) ) < 0 )
    {
        printf("Receive DNS reply from DNS server[%s] failure: %s\n", dns_server_ip, strerror(errno));
        return -6;
    }
 
    /*+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
     *| Receive DNS Server Reply Packet:  
     *|    a7 c3 81 80 00 01 [00 02] 00 00 00 00 05 62 61 69 64 75 03 63 6f 6d 00 00 01 00 01 
     *|    c0 0c 00 01 00 01 00 00 00 21 00 04 dc b5 39 d8 c0 0c 00 01 00 01 00 00 00 21 00 04 7b 7d 73 6e 
     *| Question Section: a7 c3 ... 00 01, but bytes[8:7] is reply resource entries, here is [00 02] so get 2 entries
     *|   
     *|                     First resource
     *| Name Pointer(2B): c0 0c
     *|         Type(2B): 01 00
     *|            Class: 01 00
     *|          TTL(4B): 00 00 00 21
     *|     RDLENGTH(2B): 00 04 
     *|       IP address: dc b5 39 d8   "220.181.57.216"
     *|
     *|                    Second resource
         *| Name Pointer(2B): c0 0c
         *|         Type(2B): 01 00
         *|            Class: 01 00
         *|          TTL(4B): 00 00 00 21
         *|     RDLENGTH(2B): 00 04 
     *|       IP address: 7b 7d 73 6e   "123.125.115.110"
     *|
     *+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
     */
 
    //dump_buf("Recieve DNS reply: \n", msg_buf, rv);
    records = *(short *)&msg_buf[7];
 
    /* 1, Reply resource will followed by request packet 
     * 2, 2B Name Pointer + 2B Type+2B Class + 4B TTL + 2B RDlength = 12B */
    ofset += 12;
 
    snprintf(ipaddr, ipaddr_size, "%d.%d.%d.%d",msg_buf[ofset],msg_buf[ofset+1],msg_buf[ofset+2],msg_buf[ofset+3]);
#if 0
    printf("DNS server[%s] resolve domain \"%s\" get %d records:\n", dns_server_ip, domain, records);
    while( records-- )
    {
               printf("%d.%d.%d.%d\n",msg_buf[ofset],msg_buf[ofset+1],msg_buf[ofset+2],msg_buf[ofset+3]);
               ofset += 16;
    }
#endif
 
    close(sockfd);
    return 0;
}