DNS使用的是TCP协议还是UDP协议

本文探讨了DNS协议在不同场景下采用TCP与UDP的原因。详细解释了两种协议的特点及其在网络通信中的作用,尤其是在DNS区域传输与域名解析过程中的具体应用。

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原文:http://benbenxiongyuan.iteye.com/blog/1088085

DNS同时占用UDP和TCP端口53是公认的,这种单个应用协议同时使用两种传输协议的情况在TCP/IP栈也算是个另类。但很少有人知道DNS分别在什么情况下使用这两种协议。 


先简单介绍下TCP与UDP。 
    TCP是一种面向连接的协议,提供可靠的数据传输,一般服务质量要求比较高的情况,使用这个协议。UDP---用户数据报协议,是一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。 

TCP与UDP的区别: 
    UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制,当数据接收方收到发送方传来的信息时,会自动向发送方发出确认消息;发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息,否则将一直等待直到收到确认信息为止。 与TCP不同,UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失,协议本身并不能做出任何检测或提示。因此,通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。相对于TCP协议,UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突发性的多个数据报。不同于TCP,UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。事实上,UDP协议的这种乱序性基本上很少出现,通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。 
    既然UDP是一种不可靠的网络协议,那么还有什么使用价值或必要呢?其实不然,在有些情况下UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能,但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销,无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制,将安全和排序等功能移交给上层应用来完成,极大降低了执行时间,使速度得到了保证。 

DNS在进行区域传输的时候使用TCP协议,其它时候则使用UDP协议; 
    DNS的规范规定了2种类型的DNS服务器,一个叫主DNS服务器,一个叫辅助DNS服务器。在一个区中主DNS服务器从自己本机的数据文件中读取该区的DNS数据信息,而辅助DNS服务器则从区的主DNS服务器中读取该区的DNS数据信息。当一个辅助DNS服务器启动时,它需要与主DNS服务器通信,并加载数据信息,这就叫做区传送(zone transfer)。 

为什么既使用TCP又使用UDP? 
首先了解一下TCP与UDP传送字节的长度限制: 
   UDP报文的最大长度为512字节,而TCP则允许报文长度超过512字节。当DNS查询超过512字节时,协议的TC标志出现删除标志,这时则使用TCP发送。通常传统的UDP报文一般不会大于512字节。 

区域传送时使用TCP,主要有一下两点考虑: 
1.辅域名服务器会定时(一般时3小时)向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动,则会执行一次区域传送,进行数据同步。区域传送将使用TCP而不是UDP,因为数据同步传送的数据量比一个请求和应答的数据量要多得多。 
2.TCP是一种可靠的连接,保证了数据的准确性。 

域名解析时使用UDP协议: 
客户端向DNS服务器查询域名,一般返回的内容都不超过512字节,用UDP传输即可。不用经过TCP三次握手,这样DNS服务器负载更低,响应更快。虽然从理论上说,客户端也可以指定向DNS服务器查询的时候使用TCP,但事实上,很多DNS服务器进行配置的时候,仅支持UDP查询包。
### DNS协议使用的传输层协议类型 DNS协议既可以使用TCP也可以使用UDP,具体取决于不同的场景需求。 #### 1. DNS 使用 UDP 的场景 DNS在绝大多数情况下使用的是UDP协议。这是因为UDP具有较低的延迟和简单的通信模型,非常适合于快速完成的小型查询操作。当DNS查询的响应数据小于等于512字节时,通常会选择UDP作为其传输方式[^4]。此外,由于UDP无需建立连接即可直接发送数据包,因此它能够显著提升查询效率并减少服务器负载[^3]。 #### 2. DNS 使用 TCP 的场景 尽管大部分时间里DNS依赖于UDP来执行基本功能,但在某些特殊条件下则改用TCP来进行更复杂的交互过程。这些条件主要包括但不限于以下几种情形之一:如果应答消息长度超过512字节而触发TC(Truncation)标志位,则客户端需重新尝试利用TCP发起新的请求以便获取完整的记录信息;或者是在涉及区域传送(Zone Transfer)这种大规模数据交换活动期间也会切换至更为可靠的TCP通道上进行处理[^1]。 #### 3. 总结对比 | 特性 | UDP | TCP | |-----------------|---------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------| | **可靠性** | 不可靠,可能丢失或乱序 | 可靠,确保数据按顺序到达 | | **连接模式** | 无连接 | 面向连接 | | **适用场合** | 小型、频繁的DNS查询 | 大型数据传输如区传递 | | **性能表现** | 更高效,低延迟 | 较慢启动阶段因三次握手增加了一些额外的时间成本 | 综上所述,在日常标准询问过程中采用轻便快捷又经济实惠的用户数据报协议即能满足实际需要;然而一旦遇到超出常规范围之外的任务比如大文件下载或是更新同步等情况之下就必须依靠具备高度稳定性的传输控制协议才能顺利完成整个流程[^2]。 ```python import socket def dns_query(domain, use_tcp=False): sock_type = socket.SOCK_DGRAM if not use_tcp else socket.SOCK_STREAM with socket.socket(socket.AF_INET, sock_type) as s: server_address = ('8.8.8.8', 53) message = b'\xaa\xaa\x01\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x07example\x03com\x00\x00\x01\x00\x01' try: if use_tcp: s.connect(server_address) length = len(message).to_bytes(2, 'big') s.send(length + message) data = s.recv(1024)[2:] else: s.sendto(message, server_address) data, _ = s.recvfrom(4096) return data.hex() excep
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