netty系列之:在netty中使用UDP协议请求DNS服务器 _netty系列

会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。这篇文章主要讲述netty系列之:在netty中使用UDP协议请求DNS服务器相关的知识，希望能为你提供帮助。
简介之前我们讲到了如何在netty中构建client向DNS服务器进行域名解析请求。使用的是最常见的TCP协议，也叫做Do53/TCP。
事实上除了TCP协议之外，DNS服务器还接收UDP协议。这个协议叫做DNS-over-UDP/53，简称(" Do53" )。
本文将会一步一步带领大家在netty中搭建使用UDP的DNS客户端。
搭建netty客户端因为这里使用的UDP协议，netty为UDP协议提供了专门的channel叫做NioDatagramChannel。EventLoopGroup还是可以使用常用的NioEventLoopGroup,这样我们搭建netty客户端的代码和常用的NIO UDP代码没有太大的区别，如下所示：

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(group) .channel(NioDatagramChannel.class) .handler(new Do53UdpChannelInitializer()); final Channel ch = b.bind(0).sync().channel();

这里的EventLoopGroup使用的是NioEventLoopGroup，作为client端Bootstrap的group。
因为要使用UDP协议进行传输，所以这里的channel使用的是NioDatagramChannel。
设置好channel之后，传入我们自定义的handler，netty client就搭建完毕了。
因为是UDP，所以这里没有使用TCP中的connect方法，而是使用bind方法来获得channel。
Do53UdpChannelInitializer中包含了netty提供的UDP DNS的编码解码器，还有自定义的消息处理器，我们会在后面的章节中详细进行介绍。
在netty中发送DNS查询请求搭建好netty客户端之后，接下来就是使用客户端发送DNS查询消息了。
先看具体的查询代码：

int randomID = (int) (System.currentTimeMillis() / 1000); DnsQuery query = new DatagramDnsQuery(null, addr, randomID).setRecord( DnsSection.QUESTION, new DefaultDnsQuestion(queryDomain, DnsRecordType.A)); ch.writeAndFlush(query).sync(); boolean result = ch.closeFuture().await(10, TimeUnit.SECONDS); if (!result) log.error("DNS查询失败"); ch.close().sync();

查询的逻辑是先构建UDP的DnsQuery请求包，然后将这请求包写入到channel中，然后等待消息处理完毕。
DnsQuery之前我们已经介绍过了，他是netty中所有DNS查询的基础类。

public interface DnsQuery extends DnsMessage

DnsQuery的子类有两个，分别是DatagramDnsQuery和DefaultDnsQuery。这两个实现类一个表示UDP协议的查询，一个表示TCP协议的查询。
我们看下UDP协议的DatagramDnsQuery具体定义：

public class DatagramDnsQuery extends DefaultDnsQuery implements AddressedEnvelope< DatagramDnsQuery, InetSocketAddress>

【netty系列之:在netty中使用UDP协议请求DNS服务器】可以看到DatagramDnsQuery不仅仅继承自DefaultDnsQuery，还实现了AddressedEnvelope接口。
AddressedEnvelope是netty中UDP包的定义，所以要想在netty中发送基于UDP协议的数据包，就必须实现AddressedEnvelope中定义的方法。
作为一个UDP数据包，除了基本的DNS查询中所需要的id和opCode之外，还需要提供两个额外的地址,分别是sender和recipient:

private final InetSocketAddress sender; private final InetSocketAddress recipient;

所以DatagramDnsQuery的构造函数可以接收4个参数：

public DatagramDnsQuery(InetSocketAddress sender, InetSocketAddress recipient, int id, DnsOpCode opCode) super(id, opCode); if (recipient == null & & sender == null) throw new NullPointerException("recipient and sender"); else this.sender = sender; this.recipient = recipient;

这里recipient和sender不能同时为空。
在上面的代码中，我们构建DatagramDnsQuery时，传入了服务器的InetSocketAddress：

final String dnsServer = "223.5.5.5"; final int dnsPort = 53; InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(dnsServer, dnsPort);

并且随机生成了一个ID。然后调用setRecord方法填充查询的数据。

.setRecord(DnsSection.QUESTION, new DefaultDnsQuestion(queryDomain, DnsRecordType.A));

DnsSection有4个，分别是：

QUESTION, ANSWER, AUTHORITY, ADDITIONAL;

这里是查询操作，所以需要设置DnsSection.QUESTION。它的值是一个DnsQuestion：

public class DefaultDnsQuestion extends AbstractDnsRecord implements DnsQuestion

在这个查询中，我们传入了要查询的domain值：www.flydean.com，还有查询的类型A：address,表示的是域名的IP地址。
DNS消息的处理在Do53UdpChannelInitializer中为pipline添加了netty提供的UDP编码解码器和自定义的消息处理器：

class Do53UdpChannelInitializer extends ChannelInitializer< DatagramChannel> @Override protected void initChannel(DatagramChannel ch) throws Exception ChannelPipeline p = ch.pipeline(); p.addLast(new DatagramDnsQueryEncoder()) .addLast(new DatagramDnsResponseDecoder()) .addLast(new Do53UdpChannelInboundHandler());

DatagramDnsQueryEncoder负责将DnsQuery编码成为DatagramPacket,从而可以在NioDatagramChannel中进行传输。

public class DatagramDnsQueryEncoder extends MessageToMessageEncoder< AddressedEnvelope< DnsQuery, InetSocketAddress> >

DatagramDnsQueryEncoder继承自MessageToMessageEncoder，要编码的对象是AddressedEnvelope，也就是我们构建的DatagramDnsQuery。
看一下它里面最核心的encode方法：

protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, AddressedEnvelope< DnsQuery, InetSocketAddress> in, List< Object> out) throws Exception InetSocketAddress recipient = (InetSocketAddress)in.recipient(); DnsQuery query = (DnsQuery)in.content(); ByteBuf buf = this.allocateBuffer(ctx, in); boolean success = false; try this.encoder.encode(query, buf); success = true; finally if (!success) buf.release(); out.add(new DatagramPacket(buf, recipient, (InetSocketAddress)null));

基本思路就是从AddressedEnvelope中取出recipient和DnsQuery，然后调用encoder.encode方法将DnsQuery进行编码，最后将这些数据封装到DatagramPacket中。
这里的encoder是一个DnsQueryEncoder实例，专门用来编码DnsQuery对象。
DatagramDnsResponseDecoder负责将接受到的DatagramPacket对象解码成为DnsResponse供后续的自定义程序读取使用：

public class DatagramDnsResponseDecoder extends MessageToMessageDecoder< DatagramPacket>

看一下它的decode方法：

protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet, List< Object> out) throws Exception try out.add(this.decodeResponse(ctx, packet)); catch (IndexOutOfBoundsException var5) throw new CorruptedFrameException("Unable to decode response", var5);

上面的decode方法实际上调用了DnsResponseDecoder的decode方法进行解码操作。
最后就是自定义的Do53UdpChannelInboundHandler用来进行消息的读取和解析：

private static void readMsg(DatagramDnsResponse msg) if (msg.count(DnsSection.QUESTION) > 0) DnsQuestion question = msg.recordAt(DnsSection.QUESTION, 0); log.info("question is :", question); for (int i = 0, count = msg.count(DnsSection.ANSWER); i < count; i++) DnsRecord record = msg.recordAt(DnsSection.ANSWER, i); if (record.type() == DnsRecordType.A) //A记录用来指定主机名或者域名对应的IP地址 DnsRawRecord raw = (DnsRawRecord) record; System.out.println(NetUtil.bytesToIpAddress(ByteBufUtil.getBytes(raw.content())));

自定义handler接受的是一个DatagramDnsResponse对象，处理逻辑也很简单，首先读取msg中的QUESTION，并打印出来。
然后读取msg中的ANSWER字段，如果ANSWER的类型是A address,那么就调用NetUtil.bytesToIpAddress方法将其转换成为IP地址输出。
最后我们可能得到下面的输出：