一：实验目的
1：掌握DNS缓存的清除方法，了解DNS缓存的作用和影响。
2：熟悉nslookup和dig等DNS查询工具的使用，理解DNS查询的基本原理和过程。
3：通过抓包和分析，深入了解DNS查询和响应消息的格式、内容以及传输方式，增强网络协议和网络安全的理解。
4：了解DNS劫持和污染的概念和危害，提高网络安全意识。
5：掌握常用免费DNS的使用方法，了解DNS服务的选择和配置对网络性能和安全的影响。
二：实验仪器设备及软件
硬件：Windows操作系统的计算机等。
软件：命令提示符、记事本、wireshark等。
三：实验方案
在cmd窗口下执行相关的DNS命令，同时在wireshark中进行抓包操作，最后分析实验结果。
四：实验步骤
【1】DNS命令联系
1：清除windows的dns缓存。
执行命令：ipconfig/flushdns，运行结果如下图所示。
2：通过nslookup，解析www.tsinghua.edu.cn。
执行命令：nslookup www.tsinghua.edu.cn，运行结果如下图所示。
3：使用-type=NS 选项解析www.tsinghua.edu.cn，使用其中一个已获得的 DNS 服务器，来查询北京科技大学邮箱的邮件服务器，它的IP地址是什么？(递归查询)。
执行命令：nslookup -type=NS www.tsinghua.edu.cn，运行结果如下图所示。
可以发现，已获得的DNS服务器为：dns2.edu.cn。通过该DNS服务器查询北京科技大学邮箱的邮件服务器，需要执行命令：nslookup mail.ustb.edu.cn dns2.edu.cn，运行结果如下图所示。
可以发现，北京科技大学邮箱的邮件服务器有3个，分别是dns.ustb.edu.cn、dns2.ustb.edu.cn、dns4.ustb.edu.cn。
4：使用-type=NS选项解析ox.ac.uk,使用其中一个已获得的 DNS 服务器，来查询sina邮箱的邮件服务器，它的IP地址是什么？查不到的话换一个DNS 服务器。(递归查询)
执行命令：nslookup -type=NS ox.ac.uk，运行结果如下图所示。
可以发现，已获得的DNS服务器有6个，分别是auth4.dns.ox.ac.uk、auth6.dns.ox.ac.uk、dns1.dns.ox.ac.uk、auth5.dns.ox.ac.uk、dns0.dns.ox.ac.uk、dns2.dns.ox.ac.uk。
执行命令：nslookup [xxx] mail.sina.com.cn，可以查询sina邮箱的邮件服务器。其中，[xxx]为上述已获得的DNS服务器。
使用第一个DNS服务器进行查询，运行结果如下图所示。
可以发现，sina邮箱的邮件服务器为：202.108.0.139。
【2】DNS抓包与分析
1：启动抓包软件，然后用命令“dig +trace 网址”，追踪DNS解析过程并回答下列问题。(windows下的dig命令需下载）
执行命令：dig trace baidu.com，通过wireshark所抓包的内容如下图所示。
1）找到DNS查询和响应消息。它们是否通过UDP或TCP发送？
DNS查询消息，如下图所示。
DNS响应消息，如下图所示。
由上图可知，DNS查询和响应消息通过UDP发送。
2）DNS查询消息的目标端口是什么？DNS响应消息的源端口是什么？
DNS查询消息的目标端口是53。
DNS响应消息的源端口是53。
3）DNS查询消息发送到哪个IP地址？使用ipconfig来确定本地DNS服务器的IP地址。这两个IP地址是否相同？
DNS查询消息发送到202.205.80.132的IP地址。
本地DNS服务器的IP地址和DNS查询消息的目的IP地址不相同，但是和DNS查询消息的源IP地址相同。
4）检查DNS查询消息。DNS查询是什么"Type"的？查询消息是否包含任何"answers"？
DNS查询消息的Type为A，如下图所示。
DNS查询消息不包含任何answers。
5）检查 DNS 响应消息。提供了多少个"answers"？这些答案具体包含什么？
DNS响应消息提供了1个answer，如下图所示。
answer具体包含的内容如下：
- 域名：safebrowsing.googleapis.com
- 类型：A（表明是一个IPv4地址）
- 类别：IN（Internet类别）
- TTL（生存时间）：170秒
- 数据长度：4字节
- 地址：114.250.67.33
五：实验结果及分析
1：本地域名服务器宕机了，如果还需使用域名访问互联网上的目的主机，应采取什么措施？怎么理解DNS劫持和污染？
应该采取以下措施之一：
- 使用备用DNS服务器。配置系统或路由器使用备用的公共DNS服务器，例如Google DNS（8.8.8.8，8.8.4.4）或Cloudflare DNS（1.1.1.1）。
- 配置Hosts文件。临时将目标主机的IP地址与域名映射写入本地的hosts文件，这样系统会直接使用这些映射而不需要查询DNS。
- 使用VPN。VPN服务提供自己的DNS解析服务，可以绕过本地域名服务器的问题。
DNS劫持是指攻击者通过非法手段篡改DNS解析结果，将用户请求的域名指向错误的IP地址。这样用户在访问某个网站时，实际上被重定向到另一个由攻击者控制的恶意网站。
DNS劫持通常通过以下方式进行：（1）路由器或DNS服务器被攻破：攻击者直接控制路由器或DNS服务器，篡改DNS解析记录。（2）DNS缓存中毒：攻击者向DNS服务器发送伪造的DNS响应，将错误的IP地址缓存到DNS服务器中。
DNS污染也称为DNS缓存中毒，是一种通过在DNS服务器中注入虚假数据来伪装某个域名解析结果的攻击手段。DNS污染通常是由网络管理员或ISP（互联网服务提供商）执行的，用于阻止用户访问某些网站。
DNS污染的特点如下：（1）拦截和篡改DNS请求：ISP或网络管理员截获用户的DNS请求，并返回错误的IP地址，导致用户无法访问某些网站。（2）攻击者伪造DNS响应包，使得DNS服务器缓存虚假的IP地址，从而影响用户的访问。
2：举例说明有哪些常用的免费DNS？
- 谷歌DNS。主DNS地址：8.8.8.8，备用DNS地址：8.8.4.4。
- Cloudflare DNS。主DNS地址：1.1.1.1，备用DNS地址：1.0.0.1。
- OpenDNS。主DNS地址：208.67.222.222，备用DNS地址：208.67.220.220。
- Quad9 DNS。主DNS地址：9.9.9.9，备用DNS地址：149.112.112.112。
六：实验总结及体会
1：在DNS查询中，-type=NS和-type=MX是用于查询不同类型DNS记录的选项。NS记录用于指定域名的权威DNS服务器，MX记录用于指定处理域名邮件的邮件服务器。
2：通过查询NS记录，可以找到负责解析某个域名的权威DNS服务器。通过查询MX记录，可以找到一个域名的邮件服务器，了解邮件应该发送到哪台服务器。
3：为了避免DNS劫持和污染，可以采取使用加密的DNS协议、使用可信的DNS服务、定期检查和更新路由器固件、监控和检测DNS流量等措施。
