zeroconf与mDNS

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基础概念

路由

路由中有以下几种形式

单播：在网络地址和网络节点之间存在一一对应的关系。

任播：根据路由拓扑自动决定送到“最近”或“最好”的目的地

多播：是一种群组通信，它把信息同时传递给一组目的计算机。常指IP多播，组播地址224.0.0.0～224.0.0.255

广播:向指定网络范围内所以设备发送信息，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，ARP、DHCP都使用了广播

地域性广播：一种“特殊”的多播

DNS

Domain Name System,域名服务，将域名和ip地址互相影射的分布式数据库，使用TCP和UDP的53端口

TCP：面向连接的协议，提供可靠的数据传输，一般服务质量要求比较高的情况，使用这个协议。

UDP：用户数据报协议，是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

zeroConf

Zero configuration networking,零配置网络服务规范是一种让用户武穴使用DHCP、DNS等设置就能自动连接设备的一种规范，主要包含以下协议

Link-Local Address：无需利用DHCP Server 取得设备地址和IP的相关资料【RFC3927】
Multicast Dns：不需要DNS Server 就可以解决domain 和ip的绑定关系【RFC6762】
DNS-SD（dns-based service discovery）：不需要目录服务器，就可以自动发现设备服务【RFC6763】

mDNS

原理和特点

Multicast DNS (mDNS)，多播DNS，使用5353端口，组播地址为 224.0.0.251 或 [FF02::FB] 。在一个没有常规DNS服务器的小型网络内可以使用mDNS来实现类似DNS的编程接口、包格式和操作语义,mdns协议使用DNS协议一样的数据包

若主机开启了mDNS，在进入局域网内时会向224.0.0.251地址发送信息，信息内容包含，ip地址端口号，服务名等；

同时其mDNS服务会向其它mDNS询问获取局域网内的服务。

mDNS的顶级域名用 .local 和普通域名区分开的.

DNS-SD

DNS Service Discovery是一种基于 DNS 协议的服务发现协议，设备之间可以通过该协议自动发现服务

使用如下格式

<instance>.<service>.<transport>.<domain>

流程

启动DNS-SD的主机在进入局域网后或启动DNS-SD后会向组播地址发送组播消息，包括主机名、IP信息等，其他拥有相应服务的主机会响应

关闭DNS-SD的主机在关闭DNS-SD后会向组播地址刷新组播消息，清除信息

技术应用

avahi、bonjour、WiSe-Zeroconf是zeroconf协议的常用实现

在苹果家族中常使用Bonjour、linux中常用avahi、在嵌入式领域常用WiSe-Zeroconf

小玩具

安装&下载:rocket:

使用golang的zeroconf包进行简单封装的玩具

server端：amd64-linux amd64-mac amd64-win

client端：amd64-linux amd64-mac amd64-win

演示

AVAHI

安装

1	yum install nss-mDNS avahi avahi-tools -y

avahi-tools是avahi的工具包，包含avahi-browse、avahi-publish-address 、 avahi-resolve-host-nameavahi-browse-domains、avahi-publish-service、avahi-set-host-name、avahi-daemon、avahi-resolve、avahi-publish、avahi-resolve-address

常用的avahi-browse的功能如下

-D --browse-domains  浏览域而不是服务
-a --all             显示所有服务，忽略类型
-d --domain=DOMAIN   要浏览的域
-v --verbose         启用详述模式
-t --terminate       导出一个完整列表后终止
-c --cache           导出缓存中的所有条目后终止
-l --ignore-local    忽略本地服务
-r --resolve         解析找到的服务
-f --no-fail         如果 daemon 不可用也不中断
-p --parsable        输出可解析格式
-k --no-db-lookup    不查询服务类型
-b --dump-db         导出服务类型数据库

添加服务

创建文件 /etc/avahi/services/wltHello.service

<?xml version="1.0" standalone='no'?>
<!DOCTYPE service-group SYSTEM "avahi-service.dtd">
<service-group>
    <name>wlt@*Hello</name>
    <service>
        <type>_wlt@*Hello._tcp</type>
        <port>5678</port>
    </service>
</service-group>

重启服务

1 2	systemctl restart dbus systemctl restart avahi-daemon

查询服务

1
2
3

[root@localhost ~]# avahi-browse -vrtp _wlt@*Hello._tcp
+;eth0;IPv4;wlt\064\042Hello;_wlt\064\042Hello._tcp;local
=;eth0;IPv4;wlt\064\042Hello;_wlt\064\042Hello._tcp;local;linux.local;172.20.65.36;5678;

通过avahi-browse即可在局域网内通过avahi-browse发现服务

在实际生产中，我们可以在开启服务时同时添加mDNS服务，消费者机器通过avahi-browse查询服务得到开启服务的ip地址，再进一步与服务建立链接。除此之外avahi还暴露了一些api：https://www.avahi.org/doxygen/v0.7/html/index.html