IOS下三种DNS解析方式分析(LocalDns)

2018-02-09 12:47:45来源:https://www.jianshu.com/p/31e826539de9作者:茉莉儿人点击

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背景

最近在做iOS的DNS解析,顺便研究了下iOS端本地的DNS解析方式(localDNS),也就是不依赖Http请求,而是用原始的API进行解析,虽然有HttpDNS但是考虑到成本、第三方服务稳定性的问题,LocalDNS仍然是一个很重要的部分,在iOS系统下,localDNS的解析方式有三种,下面主要对三种方式进行下利弊分析及简单的原理介绍。


方式一

这个也是我一开始在项目中使用的方式。


1:struct hostent    *gethostbyname(const char *);
2:struct hostent *gethostbyname2(const char *, int);

两个函数作用完全一样,返回值一样,但是第一个只能用于IPV4的网络环境,而第二个则IPV4和IPV6都可使用,可以通过第二个参数传入当前的网络环境。


使用方式:
 CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();

char *ptr, **pptr;
struct hostent *hptr;
char str[32];
ptr = "www.meitu.com";
NSMutableArray * ips = [NSMutableArray array];
if((hptr = gethostbyname(ptr)) == NULL)
{
return;
}
for(pptr=hptr->h_addr_list; *pptr!=NULL; pptr++) {
NSString * ipStr = [NSString stringWithCString:inet_ntop(hptr->h_addrtype, *pptr, str, sizeof(str)) encoding:NSUTF8StringEncoding];
[ips addObject:ipStr?:@""];
}
CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"22222 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ips,end - start);

使用gethostbyname方法后会得到一个struct,也就是上文的struct hostent *hptr:


struct hostent {
char *h_name; /* official name of host */
char **h_aliases; /* alias list */
int h_addrtype; /* host address type */
int h_length; /* length of address */
char **h_addr_list; /* list of addresses from name server */
#if !defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(_DARWIN_C_SOURCE)
#define h_addr h_addr_list[0] /* address, for backward compatibility */
#endif /* (!_POSIX_C_SOURCE || _DARWIN_C_SOURCE) */
};

参数解析:

hostent->h_name
表示的是主机的规范名。例如www.baidu.com的规范名其实是www.a.shifen.com。


hostent->h_aliases
表示的是主机的别名www.baidu.com的别名就是他自己。有的时候,有的主机可能有好几个别名,这些,其实都是为了易于用户记忆而为自己的网站多取的名字。


hostent->h_addrtype
表示的是主机ip地址的类型,到底是ipv4(AF_INET),还是pv6(AF_INET6)


hostent->h_length
表示的是主机ip地址的长度


hostent->h_addr_lisst
表示的是主机的ip地址,注意,这个是以网络字节序存储的。不要直接用printf带%s参数来打这个东西,会有问题的哇。所以到真正需要打印出这个IP的话,需要调用const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt),来把它转成char。详细使用见上文


缺点:

在进行网络切换的时候小概率卡死,自测十次有一两次左右。


在本地的LocalDns被破坏的时候会必卡死30秒,然后返回nil 。


缓存是个玄学东西,他会对自己解析出来的IP进行缓存(可能是运营商缓存)缓存时间不确定,有可能我即使切换了无数个网络,但是从早到晚同一个域名总是解析出同样的IP,



网上说的比较多的问题


image.png

方式二

除了经常用到的gethostbyname(3)和gethostbyaddr(3)函数以外, Linux(以及其它UNIX/UNIX-like系统)还提供了一套用于在底层处理DNS相关问题的函数(这里所说的底层仅是相对gethostbyname和gethostbyaddr两个函数而言). 这套函数被称为地址解析函数(resolver functions)。曾经尝试过这个方式...


int     res_query __P((const char *, int, int, u_char *, int));
函数原型为:
int res_query(const char *dname, int class, int type, unsigned char *answer, int anslen)

这个方式需要在项目中添加libresolv.tbd库,因为要依赖于库中的函数去解析。res_query用来发出一个指定类(由参数class指定)和类型(由参数type指定)的DNS询问. dname是要查询的主机名. 返回信息被存储在answser指向的内存区域中. 信息的长度不能大于anslen个字节. 这个函数会创建一个DNS查询报文并把它发送到指定的DNS服务器。


使用方式
CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
unsigned char auResult[512];
int nBytesRead = 0;

nBytesRead = res_query("www.meitu.com", ns_c_in, ns_t_a, auResult, sizeof(auResult));

ns_msg handle;
ns_initparse(auResult, nBytesRead, &handle);

NSMutableArray *ipList = nil;
int msg_count = ns_msg_count(handle, ns_s_an);
if (msg_count > 0) {
ipList = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:msg_count];
for(int rrnum = 0; rrnum < msg_count; rrnum++) {
ns_rr rr;
if(ns_parserr(&handle, ns_s_an, rrnum, &rr) == 0) {
char ip1[16];
strcpy(ip1, inet_ntoa(*(struct in_addr *)ns_rr_rdata(rr)));
NSString *ipString = [[NSString alloc] initWithCString:ip1 encoding:NSASCIIStringEncoding];
if (![ipString isEqualToString:@""]) {

//将提取到的IP地址放到数组中
[ipList addObject:ipString];
}
}
}
CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"11111 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ipList,end - start);
}

参数解析

由于该逻辑是Linux底层提供的代码,苹果用宏做了一次封装,具体的函数含义还需要对Linux内核的理解,这里放一篇参考资料


优点:
在LocalDns被破坏掉的情况下能及时响应不会延迟。
没有缓存,缓存由开发者控制
缺点
在进行网络切换时候3G/4G切wify高概率出现卡死
这一个缺点是比较致命的,所以没有再继续使用。
方式三

苹果原生的DNS解析


Boolean CFHostStartInfoResolution (CFHostRef theHost, CFHostInfoType info, CFStreamError *error);

使用方法:
    Boolean result,bResolved;
CFHostRef hostRef;
CFArrayRef addresses = NULL;
NSMutableArray * ipsArr = [[NSMutableArray alloc] init];
CFStringRef hostNameRef = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault, "www.meitu.com", kCFStringEncodingASCII);

hostRef = CFHostCreateWithName(kCFAllocatorDefault, hostNameRef);
CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
result = CFHostStartInfoResolution(hostRef, kCFHostAddresses, NULL);
if (result == TRUE) {
addresses = CFHostGetAddressing(hostRef, &result);
}
bResolved = result == TRUE ? true : false;

if(bResolved)
{
struct sockaddr_in* remoteAddr;
for(int i = 0; i < CFArrayGetCount(addresses); i++)
{
CFDataRef saData = (CFDataRef)CFArrayGetValueAtIndex(addresses, i);
remoteAddr = (struct sockaddr_in*)CFDataGetBytePtr(saData);

if(remoteAddr != NULL)
{
//获取IP地址
char ip[16];
strcpy(ip, inet_ntoa(remoteAddr->sin_addr));
NSString * ipStr = [NSString stringWithCString:ip encoding:NSUTF8StringEncoding];
[ipsArr addObject:ipStr];
}
}
}
CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"33333 === ip === %@ === time cost: %0.3fs", ipsArr,end - start);
CFRelease(hostNameRef);
CFRelease(hostRef);

参数解析:
/*
* CFHostStartInfoResolution()
*
* Discussion:
* Performs a lookup for the given host. It will search for the
* requested information if there is no other active request.
* Previously cached information of the given type will be released.
*
* Mac OS X threading:
* Thread safe
*
* Parameters:
*
* theHost: //需要被解决的CFHostRef的对象
* The CFHostRef which should be resolved. Must be non-NULL. If
* this reference is not a valid CFHostRef, the behavior is
* undefined.
*
* info: 返回值的类型 数组/Data/string..
* The enum representing the type of information to be retrieved.
* If the value is not a valid type, the behavior is undefined.
*
* error: 错误
* A reference to a CFStreamError structure which will be filled
* with any error information should an error occur. May be set
* to NULL if error information is not wanted.
*
* Result: 解析结果成功还是失败
* Returns TRUE on success and FALSE on failure. In asynchronous
* mode, this function will return immediately. In synchronous
* mode, it will block until the resolve has completed or until the
* resolve is cancelled.
*
*/
CFN_EXPORT __nullable CFArrayRef
CFHostGetAddressing(CFHostRef theHost, Boolean * __nullable hasBeenResolved) CF_AVAILABLE(10_3, 2_0);

优点:
在网络切换时候不会卡顿。
缺点:
在本地DNS被破坏的情况下会出现卡死的现象(卡30s)
总结:

以上三个方法除了第二个方法会在网络切换时候卡死不可用之外,其他两个方法都是可选择的,关于那个本地LocalDns破坏会卡死的问题看来是无法避免,不过开发者可以自行通过ping等方式来判断LocalDns的正确性,在被破坏的情况下使用httpDns来进行解析即可。具体的demo可以到这里查看








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