CN113114797B - 一种发现开放递归域名服务器域名解析规律的方法 - Google Patents

一种发现开放递归域名服务器域名解析规律的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，具体为：获取开放递归域名服务器的IP地址以及域名的数据，对数据进行预处理，在测量主机上组建DNS查询报文，并向开放递归域名服务器发送，在测量主机上接收开放递归域名服务器返回的DNS响应报文，并进行存储，检测开放递归域名服务器的域名选择性解析规律，总结域名选择性解析规律，并输出结果。其解决了现有开放递归域名服务器选择性解析特定种类的域名，降低了为用户提供的服务质量、增加了用户的消极体验的技术问题。本发明可广泛应用于开放递归域名服务器服务质量的测评中。

Description

一种发现开放递归域名服务器域名解析规律的方法
技术领域
本发明涉及一种开放递归域名服务器的服务质量测评方法，特别是涉及一种获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法。
背景技术
域名系统作为互联网中的关键基础设施，为网络中的应用和服务提供IP地址和域名的相互映射功能，担当互联网的“神经中枢”角色。而开放递归域名服务器是对外开放的可以为互联网用户提供域名解析服务的主机，直接与用户进行报文交互，是域名系统的重要组成部分。
目前，全球存在千万级别的开放递归域名服务器，但实验中发现部分开放递归域名服务器选择性解析特定种类的域名，比如仅解析常用域名而不解析不常用域名、仅解析非法域名而不解析合法域名等。在此将此类行为统称为开放递归域名服务器的域名选择性解析行为。这一行为选择性解析特定种类的域名，而对于其他种类域名不予解析，在域名角度降低了开放递归域名服务器为用户提供的服务质量。如果用户向具有域名选择性解析行为的开放递归域名服务器发送了其不予解析的域名的DNS查询报文，用户将无法得到DNS响应报文，从而增加了用户的消极体验。因此获取开放递归域名服务器的域名选择性解析规律，对于掌握并提高其服务质量具有重要意义。
目前，开放递归域名服务器的服务质量的研究方面主要包括其解析的“快慢与否”、“正确与否”，即解析时延和解析正确率两个角度。但通常忽略了“是否能解析”这一更为基本的需求，因此，从域名种类的角度对开放递归域名服务器的解析状况进行分析，也是研究开放递归域名服务器的服务质量的一个重要视角。
发明内容
本发明针对现有开放递归域名服务器选择性解析特定种类的域名，降低了为用户提供的服务质量、增加了用户的消极体验的技术问题，提供一种通过研究开放递归域名服务器对不同类域名的解析规律来判断开放递归域名服务器服务质量的获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法。
为此，本发明的技术方案是，一种获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，步骤为：
(1)获取开放递归域名服务器的IP地址以及域名的数据；
(2)将步骤(1)中的数据进行预处理；
(3)在测量主机上组建DNS查询报文，并向开放递归域名服务器发送；
(4)在测量主机上接收开放递归域名服务器返回的DNS响应报文，并进行存储；
(5)检测开放递归域名服务器的域名选择性解析规律；
(6)总结域名选择性解析规律，并输出结果。
优选的，所述步骤(1)中所述的域名采用两类域名，其两类域名的数量相等，所述两类域名可以通过不同角度进行划分，具体划分角度为域名性质、域名字符组成或域名网站类别。
优选的，所述步骤(2)中对数据预处理具体为：将步骤(1)中获取的开放递归域名服务器的IP地址以及域名分别分组。
优选的，步骤(5)中，开放递归域名服务器的域名选择性解析规律的检测是通过分析开放递归域名服务器对两类域名的解析能力进行的。
优选的，检测开放递归域名服务器的域名选择性解析规律的具体步骤为：
(5.1)根据开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，对开放递归域名服务器对域名的解析能力进行评分；
(5.2)根据评分分别计算开放递归域名服务器对两类域名的解析能力的平均值；
(5.3)比较开放递归域名服务器对两类域名解析能力的平均值，找出开放递归域名服务器对两类域名的选择性解析规律，并输出。
优选的，根据开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，将开放递归域名服务器对域名的解析能力进行评分，具体为：当不响应时，解析能力评分为0分；响应码不等于0时，解析能力评分为0.5分；回答部分为空时，解析能力评分为0.5分；回答部分记录错误时，解析能力评分为-1分；回答部分记录正确时，解析能力评分为1分。
优选的，获取数据的两类域名分别为X类和Y类，开放递归域名服务器对X类和Y类域名的解析能力评分，评分均值分别为RX和RY，判断开放递归域名服务器对两类域名的选择性解析规律，具体步骤为：
(a)若RX>0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名；
(b)若RX<0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名，但开放递归域名服务器为X类域名提供恶意服务，可能造成资源浪费或者域名重定向异常；
(c)若RX＝0，RY＝0，则开放递归域名服务器具有域名选择性解析行为，不解析X、Y两类域名，在X、Y两类域名间不具有域名选择性解析行为；
(d)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为，但是对于X、Y两类域名的解析能力弱；
(e)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为；
(f)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名的解析能力弱，具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名；
(g)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名；
(h)若RX∈[0.5，1]，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名。
本发明有益效果是，
(1)本发明技术方案的实施，通过开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，将开放递归域名服务器对两类域名的解析能力进行分级，通过对不同域名解析能力的分析，判断开放递归域名服务器是否具有域名选择性解析行为，进而给用户提供更可靠的服务，还可以有效避免由于错误解析造成的不必要损失；
(2)通过开放递归域名服务器的IP地址分组可以实现分批探测从而避免网络拥塞；通过对域名分组，可以实现将待测域名的DNS查询报文同时向开放递归域名服务器发送从而尽可能减少其处理报文的时间差；
(3)本方案的实施，可发现开放递归域名服务器对不同种类域名的解析能力以及选择性解析规律，对于给定的两类域名，本发明可用于判断开放递归域名服务器是否在此两类域名间具有选择性解析行为，本发明能为开放递归域名服务器管理人员提供运维的参考依据，也有助于指导用户选择满足自身需求的开放递归域名服务器。
附图说明
图1是本发明实施例的整体功能流程图；
图2是本发明中评价开放递归域名服务器对域名的解析能力的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，步骤为：
(1)输入待测的开放递归域名服务器的IP地址以及相同数量的两类域名，比如常用和不常用域名，常用域名可来自于Alexa Top 50(https://www.alexa.com/topsites)，不常用域名可为个人临时注册的域名等。域名可以在不同角度划分，比如可分别从域名性质、域名字符组成、域名网站类别的角度将域名划分为两个种类，如表1所示，但不限于此表，同时，可根据域名种类分别灵活选择域名。
表1
Figure BDA0003026617220000051
(2)进行数据预处理，将输入的开放递归域名服务器的IP地址以及两类域名分别分组，每组包含相同数量的两类域名，每批的IP地址数量根据环境的硬件、网络配置以及每组的域名数量共同确定，以免造成网络拥塞。
(3)在测量主机上，将每组域名的所有域名分别组建字段如表2(以域名www.yahoo.com为例)所示的DNS查询报文，并从53端口向每个开放递归域名服务器发送。
表2
Figure BDA0003026617220000052
Figure BDA0003026617220000061
(4)在测量主机上接收开放递归域名服务器返回的DNS响应报文，并进行存储。
(5)检测开放递归域名服务器对两类域名的选择性解析规律，具体说明如下：
步骤A、评价开放递归域名服务器对每个域名的解析能力：
根据开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，将开放递归域名服务器对域名的解析能力分级，当开放递归域名服务器对DNS查询报文不响应时，解析能力评分为0分；响应码不等于0时，解析能力评分为0.5分；回答部分为空时，解析能力评分为0.5分；回答部分记录错误时，解析能力评分为-1分；回答部分记录正确时，解析能力评分为1分，如表3所示。
表3
响应情况 解析能力评分
不响应 0
RCODE(Response Code，响应码)！＝0 0.5
回答部分为空 0.5
回答部分记录错误 -1
回答部分记录正确 1
根据表3，评价开放递归域名服务器对每个域名的解析能力的过程如图2所示。在此以域名www.yahoo.com为例，进行如下操作：
步骤A1、判断是否收到了www.yahoo.com的DNS查询报文的DNS响应报文。若收到了DNS响应报文，继续下一步；否则，表示开放递归域名服务器不响应www.yahoo.com的DNS查询报文，根据表3将开放递归域名服务器对域名www.yahoo.com的解析能力评分为0。
步骤A2、解析DNS响应报文，判断RCODE值。RCODE(Response Code，响应码)是DNS报文头部的一个字段，值为0表示没有错误，值不等于0表示开放递归域名服务器解析某个域名的DNS查询报文时出现错误。因此，若收到的响应报文中RCODE值为0，则继续下一步；否则，表明响应结果无效，根据表3将开放递归域名服务器对域名www.yahoo.com的解析能力评分为0.5。
步骤A3、判断响应报文的回答部分是否为空。回答部分为空表示DNS响应报文中的回答部分没有请求域名的解析记录。若回答部分不为空值，则继续下一步；否则，表明响应结果无效，根据表3将开放递归域名服务器对域名www.yahoo.com的解析能力评分为0.5。
步骤A4、判断响应报文回答部分记录的各字段值是否正确。回答正确表示DNS响应报文的回答部分包含了请求域名的正确解析记录。回答错误表示DNS响应报文的回答部分有解析记录，但是解析记录中的NAME、CLASS、TYPE或者RDATA字段发生错误。回答错误可能会带来消极影响，比如NAME值错误使得响应无效造成资源浪费，RDATA值错误可能会重定向到钓鱼、色情以及赌博类等恶意网站。因此，若回答错误，根据表3将开放递归域名服务器对域名www.yahoo.com的解析能力评分为-1；若回答正确，将开放递归域名服务器对域名www.yahoo.com的解析能力评分为1。
步骤B、在此以X、Y类比两类域名，分别计算开放递归域名服务器对X类和Y类域名的解析能力评分RX和RY。方法是，根据步骤A中得到的开放递归域名服务器对两类域名的所有域名的解析能力评分，对每类域名求平均值，作为对每类域名的解析能力评分。计算公式如下，Sxi表示开放递归域名服务器对X类第i个域名的解析能力评分，Syi表示开放递归域名服务器对Y类第i个域名的解析能力评分。i是一类域名内的序号，i＝1，2，3…n，其中n为一类域名的数量。
Figure BDA0003026617220000071
Figure BDA0003026617220000081
步骤C、根据RX和RY两值所在区间以及大小关系，判断开放递归域名服务器是否不解析X、Y两类域名、选择性解析X类域名、选择性解析Y类域名、仅解析X类域名、仅解析Y类域名或者对X、Y两类域名不具有选择性解析行为，检测开放递归域名服务器对X、Y两类域名的选择性解析规律：
(a)若RX>0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名。反之，同理。
(b)若RX<0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名，但开放递归域名服务器为X类域名提供恶意服务，可能造成资源浪费或者域名重定向异常。反之，同理。
(c)若RX＝0，RY＝0，则开放递归域名服务器具有域名选择性解析行为，不解析X、Y两类域名，在X、Y两类域名间不具有域名选择性解析行为。
(d)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为，但是对于X、Y两类域名的解析能力弱。
(e)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为。
(f)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名的解析能力弱，具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名。反之，同理。
(g)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名。反之，同理。
(h)若RX∈[0.5，1]，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名。反之，同理。
步骤6、输出开放递归域名服务器对于X、Y两类域名的域名选择性解析规律。
本发明技术方案的实施，通过开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，将开放递归域名服务器对两类域名的解析能力进行分级，通过对不同域名解析能力的分析，判断开放递归域名服务器是否具有域名选择性解析行为，进而给用户提供更可靠的服务，还可以有效避免由于错误解析造成的不必要损失；通过开放递归域名服务器的IP地址分组可以实现分批探测从而避免网络拥塞；通过对域名分组，可以实现将待测域名的DNS查询报文同时向开放递归域名服务器发送从而尽可能减少其处理报文的时间差；本方案的实施，可发现开放递归域名服务器对不同种类域名的解析能力以及选择性解析规律，对于给定的两类域名，本发明可用于判断开放递归域名服务器是否在此两类域名间具有选择性解析行为，本发明能为开放递归域名服务器管理人员提供运维的参考依据，也有助于指导用户选择满足自身需求的开放递归域名服务器。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (3)

1.一种获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，其特征在于，其步骤为：
(1)获取开放递归域名服务器的IP地址以及域名的数据；
(2)将步骤(1)中的数据进行预处理，具体为：将步骤(1)中获取的开放递归域名服务器的IP地址以及域名分别分组；
(3)在测量主机上组建DNS查询报文，并向开放递归域名服务器发送；
(4)在测量主机上接收开放递归域名服务器返回的DNS响应报文，并进行存储；
(5)检测开放递归域名服务器的域名选择性解析规律，具体步骤为：
(5.1)根据开放递归域名服务器对DNS查询报文的响应的积极程度与准确程度，对开放递归域名服务器对域名的解析能力进行评分，具体为：当不响应时，解析能力评分为0分；响应码不等于0时，解析能力评分为0.5分；回答部分为空时，解析能力评分为0.5分；回答部分记录错误时，解析能力评分为-1分；回答部分记录正确时，解析能力评分为1分；
(5.2)根据评分分别计算开放递归域名服务器对两类域名的解析能力的平均值，以X、Y类比两类域名，分别计算开放递归域名服务器对X类和Y类域名的解析能力评分均值RX和RY，方法是，根据步骤(5.1)中得到的开放递归域名服务器对两类域名的所有域名的解析能力评分，对每类域名求平均值，作为对每类域名的解析能力评分，计算公式如下，Sxi表示开放递归域名服务器对X类第i个域名的解析能力评分，Syi表示开放递归域名服务器对Y类第i个域名的解析能力评分，i是一类域名内的序号，i＝1，2，3…n，其中n为一类域名的数量，
Figure FDA0003465970660000011
Figure FDA0003465970660000021
(5.3)比较开放递归域名服务器对两类域名解析能力的平均值，找出开放递归域名服务器对两类域名的选择性解析规律，并输出，判断开放递归域名服务器对两类域名的选择性解析规律，具体步骤为：
(a)若RX>0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名；
(b)若RX<0，RY＝0，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，选择性解析X类域名，但开放递归域名服务器为X类域名提供恶意服务，可能造成资源浪费或者域名重定向异常；
(c)若RX＝0，RY＝0，则开放递归域名服务器具有域名选择性解析行为，不解析X、Y两类域名，在X、Y两类域名间不具有域名选择性解析行为；
(d)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为，但是对于X、Y两类域名的解析能力弱；
(e)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX＝RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名不具有域名选择性解析行为；
(f)若RX∈(0，0.5)，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名的解析能力弱，具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名；
(g)若RX∈[0.5，1]，RY∈[0.5，1]，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名；
(h)若RX∈[0.5，1]，RY∈(0，0.5)，且RX>RY，则开放递归域名服务器对于X、Y两类域名具有域名选择性解析行为，更偏向于解析X类域名；
(6)总结域名选择性解析规律，并输出结果。
2.根据权利要求1所述的获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述的域名采用两类域名，其两类域名的数量相等，所述两类域名可以通过不同角度进行划分，具体划分角度为域名性质、域名字符组成或域名网站类别。
3.根据权利要求1所述的获取开放递归域名服务器域名解析规律的方法，其特征在于，步骤(5)中，开放递归域名服务器的域名选择性解析规律的检测是通过分析开放递归域名服务器对两类域名的解析能力进行的。
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