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SylixOS DNS浅析
1. DNS 概述
网络通讯大部分是基于TCP/IP，而TCP/IP又基于IP地址。故计算机在网络上进行通讯时只能识别如“192.168.2.1”之类的IP地址，而无法识别域名。在访问网站时，更多的是在浏览器地址栏中输入域名，就能看到所需的页面，这是因为有一个叫“DNS服务器”的计算机自动把域名“翻译”成了相应的IP地址。
DNS（Domain Name System）是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为IP地址的工作。DNS就是这样的一位“翻译官”，它的基本工作原理如图 11所示。
图1-1 DNS工作原理
域名系统作为一个层次结构和分布式数据库，包含各种类型的数据，包括主机名和域名。通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。在解析域名时，可以首先采用静态域名解析的方法，如果静态域名解析不成功，再采用动态域名解析的方法。可以将一些常用的域名放入静态域名解析表中，这样可以大大提高域名解析效率。
2. SylixOS DNS 技术实现
SylixOS实现了一个DNS主机名的IP解析器。
RealEvo-IDE中新建一个base工程，在该工程/libsylixos/SylixOS/net/lwip/src/core目录下有一个dns.c文件，dns.c文件具体实现了SylixOS DNS功能。
2.1 实现DNS的初始化函数
dns.c文件中的初始化工作主要由dns_init函数和dns_setserver函数完成。
1、 dns_init函数初始化解析器：建立UDP进程控制块和配置默认的服务器，函数具体实现如程序清单 2 1所示。
程序清单 2 1 dns_init函数
void dns_init(void)
{
#ifdef DNS_SERVER_ADDRESS
/* 初始化默认DNS服务器地址 */
ip_addr_t dnsserver;
DNS_SERVER_ADDRESS(&dnsserver);
dns_setserver(0, &dnsserver);
#endif /* DNS_SERVER_ADDRESS */
LWIP_ASSERT("sanity check SIZEOF_DNS_QUERY",
sizeof(struct dns_query) == SIZEOF_DNS_QUERY);
LWIP_ASSERT("sanity check SIZEOF_DNS_ANSWER",
sizeof(struct dns_answer) <= SIZEOF_DNS_ANSWER_ASSERT);
LWIP_DEBUGF(DNS_DEBUG, ("dns_init: initializing\n"));
/* 如果dns客户尚未初始化 */
#if ((LWIP_DNS_SECURE & LWIP_DNS_SECURE_RAND_SRC_PORT) == 0)
if (dns_pcbs[0] == NULL) {
dns_pcbs[0] = udp_new_ip_type(IPADDR_TYPE_ANY);
LWIP_ASSERT("dns_pcbs[0] != NULL", dns_pcbs[0] != NULL);
LWIP_ASSERT("For implicit initialization to work, DNS_STATE_UNUSED needs to be 0",
DNS_STATE_UNUSED == 0);
udp_bind(dns_pcbs[0], IP_ANY_TYPE, 0); /* 初始化DNS客户 */
udp_recv(dns_pcbs[0], dns_recv, NULL);
}
#endif
#if DNS_LOCAL_HOSTLIST
dns_init_local();
#endif
}2、dns_setserver函数初始化一个DNS服务器，函数具体实现如程序清单 2 2所示。
程序清单 dns_setserver函数
void dns_setserver(u8_t numdns, const ip_addr_t *dnsserver)
{
if (numdns < DNS_MAX_SERVERS) {
if (dnsserver != NULL) {
dns_servers[numdns] = (*dnsserver);
} else {
dns_servers[numdns] = *IP_ADDR_ANY;
}
}
}2.2 实现DNS的报文格式
SylixOS DNS定义了一个用于查询和响应的报文格式。这个报文格式由12字节长的首部和4个长度可变的字段组成，如图 21所示。
图 2-1 DNS报文格式
标识字段：由客户程序设置并由服务器返回结果，客户程序通过它来确定响应与查询是否匹配；
标志字段：16bit的标字段被划分为若干子段，如图 22所示。
图 2-2 标志字段
3. SylixOS mDNS移植评估
mDNS即多播dns（Multicast DNS），在局域网中，设备和设备之前相互通信需要知道对方的IP地址，大多数情况下，设备的IP不是静态IP地址，而是通过dhcp协议动态分配的IP地址，如何发现设备呢，就需要mDNS大显身手。
以乐鑫mDNS为例，_mdns_server_init函数初始化mdns服务器，具体实现如程序清单 31所示。
程序清单 3 1 _mdns_server_init函数
esp_err_t _mdns_server_init(mdns_server_t * server)
{
esp_err_t err = ESP_OK;
tcpip_adapter_ip_info_t if_ip_info;
err = tcpip_adapter_get_ip_info(server->tcpip_if, &if_ip_info);
if (err) {
return err;
}
ip_addr_t laddr;
IP_ADDR4(&laddr, 224, 0, 0, 251);
ip_addr_t multicast_if_addr = IPADDR4_INIT(if_ip_info.ip.addr);
if (igmp_joingroup((const struct ip4_addr *)&multicast_if_addr.u_addr.ip4, (const struct ip4_addr *)&laddr.u_addr.ip4)) {
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
}
struct udp_pcb * pcb = udp_new();
if (!pcb) {
return ESP_ERR_NO_MEM;
}
pcb->remote_port = MDNS_SERVICE_PORT;
if (udp_bind(pcb, &multicast_if_addr, pcb->remote_port) != 0) {
udp_remove(pcb);
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
}
pcb->mcast_ttl = 1;
ip_addr_copy(pcb->multicast_ip, multicast_if_addr);
ip_addr_copy(pcb->remote_ip, laddr);
server->pcb = pcb;
udp_recv(pcb, &_mdns_server_recv, server);
return err;
} mDNS主要实现了在没有SylixOS DNS服务器的情况下使用局域网内的主机实现相互发现和通信，使用的端口为5353，遵从DNS协议，使用现有DNS信息结构、名语法和资源记录类型，并且没有指定新的操作代码或相应代码。
故SylixOS完全可以移植mDNS功能。
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