简介
之前我们讲到了如何在 netty 中构建 client 向 DNS 服务器进行域名解析请求。使用的是最常见的 TCP 协议，也叫做 Do53/TCP。
事实上除了 TCP 协议之外，DNS 服务器还接收 UDP 协议。这个协议叫做 DNS-over-UDP/53，简称("Do53")。
本文将会一步一步带领大家在 netty 中搭建使用 UDP 的 DNS 客户端。
搭建 netty 客户端
因为这里使用的 UDP 协议，netty 为 UDP 协议提供了专门的 channel 叫做 NioDatagramChannel。EventLoopGroup 还是可以使用常用的 NioEventLoopGroup,这样我们搭建 netty 客户端的代码和常用的 NIO UDP 代码没有太大的区别，如下所示：
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(group) .channel(NioDatagramChannel.class) .handler(new Do53UdpChannelInitializer()); final Channel ch = b.bind(0).sync().channel();
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这里的 EventLoopGroup 使用的是 NioEventLoopGroup，作为 client 端 Bootstrap 的 group。
因为要使用 UDP 协议进行传输，所以这里的 channel 使用的是 NioDatagramChannel。
设置好 channel 之后，传入我们自定义的 handler，netty client 就搭建完毕了。
因为是 UDP，所以这里没有使用 TCP 中的 connect 方法，而是使用 bind 方法来获得 channel。
Do53UdpChannelInitializer 中包含了 netty 提供的 UDP DNS 的编码解码器，还有自定义的消息处理器，我们会在后面的章节中详细进行介绍。
在 netty 中发送 DNS 查询请求
搭建好 netty 客户端之后，接下来就是使用客户端发送 DNS 查询消息了。
先看具体的查询代码：
int randomID = (int) (System.currentTimeMillis() / 1000); DnsQuery query = new DatagramDnsQuery(null, addr, randomID).setRecord( DnsSection.QUESTION, new DefaultDnsQuestion(queryDomain, DnsRecordType.A)); ch.writeAndFlush(query).sync(); boolean result = ch.closeFuture().await(10, TimeUnit.SECONDS); if (!result) { log.error("DNS查询失败"); ch.close().sync(); }
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查询的逻辑是先构建 UDP 的 DnsQuery 请求包，然后将这请求包写入到 channel 中，然后等待消息处理完毕。
DnsQuery 之前我们已经介绍过了，他是 netty 中所有 DNS 查询的基础类。
public interface DnsQuery extends DnsMessage
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DnsQuery 的子类有两个，分别是 DatagramDnsQuery 和 DefaultDnsQuery。这两个实现类一个表示 UDP 协议的查询，一个表示 TCP 协议的查询。
我们看下 UDP 协议的 DatagramDnsQuery 具体定义：
public class DatagramDnsQuery extends DefaultDnsQuery implements AddressedEnvelope<DatagramDnsQuery, InetSocketAddress>
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可以看到 DatagramDnsQuery 不仅仅继承自 DefaultDnsQuery，还实现了 AddressedEnvelope 接口。
AddressedEnvelope 是 netty 中 UDP 包的定义，所以要想在 netty 中发送基于 UDP 协议的数据包，就必须实现 AddressedEnvelope 中定义的方法。
作为一个 UDP 数据包，除了基本的 DNS 查询中所需要的 id 和 opCode 之外，还需要提供两个额外的地址,分别是 sender 和 recipient:
private final InetSocketAddress sender; private final InetSocketAddress recipient;
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所以 DatagramDnsQuery 的构造函数可以接收 4 个参数：
public DatagramDnsQuery(InetSocketAddress sender, InetSocketAddress recipient, int id, DnsOpCode opCode) { super(id, opCode); if (recipient == null && sender == null) { throw new NullPointerException("recipient and sender"); } else { this.sender = sender; this.recipient = recipient; } }
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这里 recipient 和 sender 不能同时为空。
在上面的代码中，我们构建 DatagramDnsQuery 时，传入了服务器的 InetSocketAddress：
final String dnsServer = "223.5.5.5"; final int dnsPort = 53; InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(dnsServer, dnsPort);
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并且随机生成了一个 ID。然后调用 setRecord 方法填充查询的数据。
.setRecord(DnsSection.QUESTION, new DefaultDnsQuestion(queryDomain, DnsRecordType.A));
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DnsSection 有 4 个，分别是：
QUESTION, ANSWER, AUTHORITY, ADDITIONAL;
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这里是查询操作，所以需要设置 DnsSection.QUESTION。它的值是一个 DnsQuestion：
public class DefaultDnsQuestion extends AbstractDnsRecord implements DnsQuestion
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在这个查询中，我们传入了要查询的 domain 值：www.flydean.com，还有查询的类型 A：address,表示的是域名的 IP 地址。
DNS 消息的处理
在 Do53UdpChannelInitializer 中为 pipline 添加了 netty 提供的 UDP 编码解码器和自定义的消息处理器：
class Do53UdpChannelInitializer extends ChannelInitializer<DatagramChannel> { @Override protected void initChannel(DatagramChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline p = ch.pipeline(); p.addLast(new DatagramDnsQueryEncoder()) .addLast(new DatagramDnsResponseDecoder()) .addLast(new Do53UdpChannelInboundHandler()); }}
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DatagramDnsQueryEncoder 负责将 DnsQuery 编码成为 DatagramPacket,从而可以在 NioDatagramChannel 中进行传输。
public class DatagramDnsQueryEncoder extends MessageToMessageEncoder<AddressedEnvelope<DnsQuery, InetSocketAddress>> {
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DatagramDnsQueryEncoder 继承自 MessageToMessageEncoder，要编码的对象是 AddressedEnvelope，也就是我们构建的 DatagramDnsQuery。
看一下它里面最核心的 encode 方法：
protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, AddressedEnvelope<DnsQuery, InetSocketAddress> in, List<Object> out) throws Exception { InetSocketAddress recipient = (InetSocketAddress)in.recipient(); DnsQuery query = (DnsQuery)in.content(); ByteBuf buf = this.allocateBuffer(ctx, in); boolean success = false; try { this.encoder.encode(query, buf); success = true; } finally { if (!success) { buf.release(); } } out.add(new DatagramPacket(buf, recipient, (InetSocketAddress)null)); }
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基本思路就是从 AddressedEnvelope 中取出 recipient 和 DnsQuery，然后调用 encoder.encode 方法将 DnsQuery 进行编码，最后将这些数据封装到 DatagramPacket 中。
这里的 encoder 是一个 DnsQueryEncoder 实例，专门用来编码 DnsQuery 对象。
DatagramDnsResponseDecoder 负责将接受到的 DatagramPacket 对象解码成为 DnsResponse 供后续的自定义程序读取使用：
public class DatagramDnsResponseDecoder extends MessageToMessageDecoder<DatagramPacket>
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看一下它的 decode 方法：
protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet, List<Object> out) throws Exception { try { out.add(this.decodeResponse(ctx, packet)); } catch (IndexOutOfBoundsException var5) { throw new CorruptedFrameException("Unable to decode response", var5); } }
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上面的 decode 方法实际上调用了 DnsResponseDecoder 的 decode 方法进行解码操作。
最后就是自定义的 Do53UdpChannelInboundHandler 用来进行消息的读取和解析：
private static void readMsg(DatagramDnsResponse msg) { if (msg.count(DnsSection.QUESTION) > 0) { DnsQuestion question = msg.recordAt(DnsSection.QUESTION, 0); log.info("question is :{}", question); } for (int i = 0, count = msg.count(DnsSection.ANSWER); i < count; i++) { DnsRecord record = msg.recordAt(DnsSection.ANSWER, i); if (record.type() == DnsRecordType.A) { //A记录用来指定主机名或者域名对应的IP地址 DnsRawRecord raw = (DnsRawRecord) record; System.out.println(NetUtil.bytesToIpAddress(ByteBufUtil.getBytes(raw.content()))); } } }
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自定义 handler 接受的是一个 DatagramDnsResponse 对象，处理逻辑也很简单，首先读取 msg 中的 QUESTION，并打印出来。
然后读取 msg 中的 ANSWER 字段，如果 ANSWER 的类型是 A address,那么就调用 NetUtil.bytesToIpAddress 方法将其转换成为 IP 地址输出。
最后我们可能得到下面的输出：
question is :DefaultDnsQuestion(www.flydean.com. IN A)49.112.38.167
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总结
以上就是在 netty 中使用 UDP 协议进行 DNS 查询的详细讲解。
本文的代码，大家可以参考：
learn-netty4
更多内容请参考 http://www.flydean.com/55-netty-dns-over-udp/
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