DNS（DomAIn Name System）查询在底层使用两种传输协议：TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。两者的主要区别在于传输方式和重传机制、用途和功能以及在部分实现细节上。 在详细描述之前，值得强调的是，无论是TCP还是UDP，DNS协议本身的消息格式保持一致。
DNS的消息格式不会因使用的传输协议不同而改变，它由以下部分组成：一个12字节的固定大小的头部和四个变长的字段（问题、答案、权限和额外信息）。这个格式的设计意在保证DNS查询和响应可以在不同的协议中相互转换，而不会影响其内容的理解和解析。
一、TCP与UDP的传输机制差异
TCP的特点
TCP提供了一种面向连接的、可靠的数据传输服务。在DNS查询中，TCP用于处理大于512字节的消息，或者在UDP查询失败时作为备选方案。TCP会按照顺序和不丢包的要求传递消息，如果发现消息丢失或出错，会自动重传。这意味着，使用TCP时，即使网络状况不佳，也能保证数据完整性。
UDP的特点
相比之下，UDP是无连接的、提供尽最大努力交付服务的数据传输协议。由于UDP不保证消息的可靠传递，所以它传输速度更快，开销更少。大多数DNS查询都是使用的UDP，因为DNS报文通常都非常小，并且要求快速响应。
二、用途和功能的区别
TCP在DNS中的使用场景
TCP在DNS中主要用于三个场景：
- 当响应数据超过UDP包的限制大小：DNS通过UDP传输时，单个数据报文原则上限制在512字节以内，但随着EDNS0的出现，这个限制可以被扩充。如果数据超过限制，就会使用TCP传输。
- 当查询要求高可靠性，或者在UDP查询失败的情况下：比如，在区域传输（zone transfer）中，由于需要传输大量的DNS记录数据，通常会要求使用TCP进行传输以保证数据的完整性和一致性。
UDP在DNS中的优势
UDP由于其简单性和效率，成为大多数DNS查询的首选方式：
- 适用于快速查询，可以降低延迟：DNS查询通常希望能够获得快速响应，UDP不需要建立连接就可以发送消息，因此在大多情况下是更快的选择。
- 对于网络性能要求不高：考虑到DNS查询的小尺寸和即时性质，UDP的不可靠性通常是可以接受的。
三、实现细节和头部差异
尽管DNS协议本身的格式在TCP和UDP中保持一致，但在实现时，有一些微小的差别。
TCP的额外要求
- 在TCP传输中，DNS消息前会加上一个长度字段，这是一个两字节的长度前缀，指示随后DNS消息的长度。
- TCP需要进行三次握手建立连接，这导致了开始阶段的额外往返延迟。
UDP的相对简单性
- 在UDP传输中，没有额外的长度信息，因为UDP头部本身就包含了数据包长度信息。
- UDP不需要建立连接，减少了初始化通信的时间。
总结来说，导致TCP和UDP在DNS中使用方式和细节上存在差异的，主要是各自协议固有的特征和网络环境的需求，但是核心的DNS协议格式是不会改变的，保证了跨协议一致的数据表达和理解。
相关问答FAQs：
区别在于数据传输方式：TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）是两种不同的传输协议，它们在数据传输方式上存在差异。
TCP版本格式：TCP是一种面向连接的协议，它通过建立可靠的连接来传输数据。TCP报文格式包括源端口号、目的端口号、序列号、确认号、数据偏移、标志位等字段。TCP使用三次握手建立连接，确保数据的可靠传输，适用于对数据完整性要求较高的应用场景。
UDP格式格式：UDP是一种无连接的协议，数据在传输过程中不需要建立连接。UDP报文格式包括源端口号、目的端口号、数据长度和校验和等字段。UDP具有较小的报文头开销，传输效率较高，适用于对实时性要求较高的应用场景，如流媒体、语音通信等。
虽然TCP和UDP在格式上存在区别，但它们都通过端口号来标识不同的应用程序，实现数据的传输和通信。所以，无论是使用TCP还是UDP，最终目的都是通过网络将数据从源主机传输到目的主机，实现应用程序之间的通信。
