P模式中DNS协议用于将域名转换为IP地址，通常使用UDP传输，特定情况才
TCP模式中的DNS协议
DNS协议
（一）基本功能
DNS（Domain Name System，域名系统）是一种因特网服务，用于将域名转换为IP地址，并且还可以进行反向解析，即将IP地址转换为域名，它还能提供其他服务，例如邮件服务器定位（MX记录）、服务定位（SRV记录）等。
（二）工作方式
DNS的工作基于一个分布式且层次化的数据库，这样的设计使得DNS能够扩展到全球范围，其分层结构包括根域名服务器、顶级域名（TLD）服务器和权威域名服务器。
（三）查询过程
- 用户请求：用户在浏览器或其他应用程序中输入一个域名,计算机首先检查本地缓存是否已有该域名的解析记录。
- 递归解析器：如果本地缓存没有找到结果，客户端将请求递交给本机配置的DNS递归解析器，递归解析器负责代表用户去查询最终结果,并将其返回给用户。
- 查询根域名服务器：递归解析器首先查询根域名服务器,根域名服务器可以返回顶级域名服务器的地址。
- 查询顶级域名服务器：递归解析器根据根域名服务器返回的地址信息，查询对应TLD服务器,TLD服务器回应包含了域名的授权DNS服务器的地址。
- 查询权威DNS服务器：递归解析器使用从TLD服务器获取到的权威DNS服务器地址，向权威DNS服务器发送查询请求，权威DNS服务器持有该特定域名的所有DNS记录,是最终可以提供确切解析信息的服务器。
- 获取最终IP地址：权威DNS服务器查找相应的记录，将域名对应的IP地址返回给递归解析器，递归解析器将从权威DNS服务器获得的结果缓存起来,并返回给用户的客户端。
- 客户端处理：用户的客户端接收到递归解析器返回的IP地址后，可以使用这个IP地址与目标服务器建立连接,完成实际的访问请求。
（四）查询类型
- 递归查询：由DNS客户端发起,DNS服务器全权负责直到返回最终结果或者提示找不到为止。
- 迭代查询：由DNS服务器发起，对于请求的域名，如果服务器没有相关信息，会返回下一步需要查询的服务器地址,直到找到最终结果。
DNS协议报文结构
（一）报文首部（Header）
- 标识（ID）：16位,用于匹配请求与响应。
- 标志（Flags）：包括许多标志位，用于指示是查询还是响应、是否递归查询等，QR（查询/响应），Opcode（操作码），AA（权威应答），TC（可截断），RD（期望递归），RA（可用递归）等。
- 问题计数（Qdcount）：16位,表示查询问题部分的数量。
- 回答计数（Ancount）：16位,指示回答部分的记录数量。
- 权威记录计数（Nscount）：16位,指示权威记录部分的记录数量。
- 附加记录计数（Arcount）：16位,指示附加记录部分的记录数量。
（二）查询部分（Question）
- 域名：要查询的域名。
- 查询类型（Qtype）：指定查询的DNS记录类型，比如A（主机地址记录）、MX（邮件交换记录）、CNAME（别名记录）等。
- 查询类（Qclass）：通常为IN（互联网）。
（三）回答部分（Answer）
- 域名：回答所对应的域名。
- 资源记录类型（Type）：记录的类型，例如A、MX等。
- 类（Class）：通常为IN。
- TTL：资源记录的生存时间。
- 数据长度：数据字段的长度。
- 数据：实际的记录数据,例如IP地址。
（四）权威部分（Authority）
包含权威域名服务器的记录信息。
（五）附加部分（Additional）
用于传递额外的信息,如解析过程中需要的附加信息。
DNS协议在TCP模式下的使用场景
（一）超过512字节的数据传输
当DNS响应的数据包超过512字节时（例如返回的记录较多或携带DNSSEC信息时），UDP已无法满足需求,此时DNS会自动切换到TCP协议。
（二）区域传输（Zone Transfer）
在DNS主从服务器之间进行区域传输时，必须使用TCP协议，这是因为区域传输涉及到大量的数据传输，包括整个域名区域的记录，需要保证数据的完整性和顺序,而TCP的面向连接特性能够很好地满足这一需求。
（三）防止DNS放大攻击
部分防火墙会强制要求DNS查询走TCP，以防止DNS放大攻击，在这种情况下,DNS查询将使用TCP协议来确保安全性。
DNS UDP与TCP的工作机制对比
| 功能 | UDP | TCP |
|---|---|---|
| 默认端口号 | 53 | 53 |
| 连接类型 | 无连接 | 面向连接 |
| 数据包大小限制 | 512字节（EDNS0扩展到4096字节） | 无限制 |
| 可靠性 | 不可靠 | 可靠 |
| 使用场景 | 常规DNS查询 | 区域传输、大数据响应 |
相关问题与解答
（一）问题1：为什么DNS协议要同时使用UDP和TCP两种协议？
- UDP的优势
- 速度快：UDP无需建立连接，减少了握手的时间，能够快速地处理大量的DNS请求，适合常规的小数据包传输,如一般的域名解析请求。
- 效率高：UDP头部较小，占用的网络资源少，在网络负载较重时,能够更高效地利用网络带宽。
- TCP的优势
- 可靠性：TCP是面向连接的协议，具有确认、重传等机制，能够确保数据的完整性和顺序，适合复杂的DNS记录同步和数据完整性校验,如区域传输等场景。
- 支持大数据传输：当DNS响应的数据包较大时，UDP无法满足需求，而TCP可以传输任意大小的数据包,保证了数据的完整传输。
（二）问题2：在什么情况下DNS查询会从UDP切换到TCP？
- 响应数据包过大：如果DNS服务器发现DNS响应报文的长度大于512字节，使用UDP传输时，多出来的部分会被抛弃（截断TrunCation），服务器会把这个部分被抛弃的DNS报文首部中的TC标志位置为1，以通知客户端该DNS报文已经被截断，客户端收到之后会重新发起一次TCP请求,从而使得它将来能够从DNS服务器收到完整的响应报文。
- 区域传输需求：在进行DNS主从服务器之间的区域传输时,由于涉及到大量的数据传输，