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Day 25

N高グループ・N中等部・NCodeLabo Advent Calendar 2025

@applemangoinN高グループ・N中等部・NCodeLabo

Goを使ってDNSで遊ぶ

Last updated at Posted at 2025-12-24

はじめに

皆さんはDNSに触れたことがあるだろうか?
10人中9人がはいと答えて、10人目が嘘をついていることはすぐに分かる1。
今この記事を見ている間にも、あなたのコンピューターは常にDNSとのやり取りを続け、この記事をクリックしたときもDNSは動いたはずだ。たまにはそんなDNSと戯れてみようではないか。

そもそもDNSとはなんであるか

あなたがqiita.comというリンクをクリックしたとき、コンピュターはまず相手がどこにいるのかを探す。
相手のサーバーを見つけないことには何もすることはできない。相手の住所、つまりip addressが必要になる。それを助けてくれるのがDNSである。
以下はあなたがWebページを開く際にDNSが果たす役割である。
スクリーンショット 2025-12-24 13.43.15.png
詳しくは上の図を見てほしいが、要約すればDNSはあなたから受け取ったドメインを元にip addressを返すものである。

ここで考えてみよう、もしあなたがDNSをコントロールできれば何ができるだろうか?

  • 自分のコンピューターにキャッシュすれば、より高速にWebページにアクセスできる
  • アクセスしたサイトや使ったアプリなどをDNSから分析できる
    ......

つまりDNSで結構色々なことができるのである

GoでDNSサーバーを立ててみる

今回は簡単のためmiekg/dnsを使う

package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"strings"
	"time"

	"github.com/miekg/dns"
)

func resolve(domain string, qtype uint16) []dns.RR {
	m := new(dns.Msg)
	m.SetQuestion(dns.Fqdn(domain), qtype)
	m.RecursionDesired = true

	c := new(dns.Client)
	in, _, err := c.Exchange(m, "1.1.1.1:53")
	if err != nil {
		return []dns.RR{}
	}
	_ = cacheResolve(domain, in.Answer)
	return in.Answer
}


type dnsHandler struct{}

func (h *dnsHandler) ServeDNS(w dns.ResponseWriter, r *dns.Msg) {
	msg := new(dns.Msg)
	msg.SetReply(r)
	msg.Authoritative = true

	for _, question := range r.Question {
		fmt.Printf("%s\n", question.Name)
		answers := resolve(question.Name, question.Qtype)
		msg.Answer = append(msg.Answer, answers...)
	}

	w.WriteMsg(msg)
}
func main() {
	handler := new(dnsHandler)
	server := &dns.Server{
		Addr:      ":53",
		Net:       "udp",
		Handler:   handler,
		UDPSize:   65535,
		ReusePort: true,
	}

	fmt.Println("Starting DNS server on port 53")
	err := server.ListenAndServe()
	if err != nil {
		fmt.Printf("Failed to start server: %s\n", err.Error())
	}
}

さて、あとはコンピューターのネットワーク設定からこのDNSを使うように設定すれば基本的には終わりである

設定する

macの場合はシステム設定->ネットワーク->詳細->DNSから変更できる。
スクリーンショット 2025-12-24 14.29.38.png

キャッシュしてみる

今回はredisを使ってキャッシュを管理する

var Ctx = context.Background()
var DB = redis.NewClient(&redis.Options{
	Addr:     "127.0.0.1:6380",
	Password: "",
	DB:       0,
})

func PushExp(key string, value string, exp time.Duration) error {
	err := DB.Set(Ctx, key, value, exp).Err()
	return err
}

func Get(key string) (string, error) {
	v, err := DB.Get(Ctx, key).Result()
	return v, err
}

func stringToDnsRR(str string) []dns.RR {
	rrStrs := strings.Split(str, ",")
	var rrs []dns.RR
	for _, srr := range rrStrs {
		if srr == "" {
			continue
		}
		rr, err := dns.NewRR(srr)
		if err != nil {
			continue
		}
		rrs = append(rrs, rr)
	}
	return rrs
}

func dnsRRToString(rrs []dns.RR) string {
	var rrStrs string
	for _, rr := range rrs {
		rrStrs += fmt.Sprintf("%v,", rr.String())
	}
	return rrStrs
}

func getCacheResolve(domain string) []dns.RR {
	srr, err := redis.Get(domain)
	if err != nil {
		return nil
	}
	return stringToDnsRR(srr)
}

func cacheResolve(domain string, rrs []dns.RR) error {
	err := redis.PushExp(domain, dnsRRToString(rrs), time.Hour)
	return err
}

import (
	"fmt"
	"net"
	"time"
    "strings"

+	"github.com/miekg/dns"
+   "github.com/redis/go-redis/v9"
)

func resolve(domain string, qtype uint16) []dns.RR {
+	if cache := getCacheResolve(domain); cache != nil {
+		return cache
+	}

	m := new(dns.Msg)
	m.SetQuestion(dns.Fqdn(domain), qtype)
	m.RecursionDesired = true

	c := new(dns.Client)
	in, _, err := c.Exchange(m, "1.1.1.1:53")
	if err != nil {
		return []dns.RR{}
	}
+	_ = cacheResolve(domain, in.Answer)
	return in.Answer
}

少々面倒ではあるが、これでアクセス速度は早くなる。
参考までに測定結果は以下のようになった。

Go + キャッシュあり ルーターのDNS
初回アクセス10回平均 28ms 74ms
二回目アクセス10回平均 0.6ms 43ms

これを見ると明らかに速度が違うことが見て取れるだろう。
極単純に考えると、最大で42msも早くWebページを開くことができる計算になる。

履歴を保存してみる


var DB *sql.DB = NewClient()

func Execute(query string) (any, error) {
	res, err := DB.Exec(query)
	return res, err
}

func NewClient() *sql.DB {
	db, err := sql.Open("sqlite3", "app.db")
	if err != nil {
		panic("Could not open database")
	}
	return db
}

func pushHistory(domain string, rrs []dns.RR) {
	_, _ = sqlite3.DB.Exec("INSERT INTO log ( domain, resolve ) VALUES ( ?, ? )", domain, dnsRRToString(rrs))
}

import (
	"fmt"
	"net"
    "time"
	"strings"
+    "database/sql"

	"github.com/miekg/dns"
    "github.com/redis/go-redis/v9"
+	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func (h *dnsHandler) ServeDNS(w dns.ResponseWriter, r *dns.Msg) {
	msg := new(dns.Msg)
	msg.SetReply(r)
	msg.Authoritative = true

	for _, question := range r.Question {
		fmt.Printf("%s\n", question.Name)
		answers := resolve(question.Name, question.Qtype)
+		go func() {
+			pushHistory(question.Name, answers)
+		}()
		msg.Answer = append(msg.Answer, answers...)
	}

	w.WriteMsg(msg)
}

create table log
(
    id        INTEGER
        primary key autoincrement,
    domain    VARCHAR(4096),
    resolve   TEXT,
    create_at DATETIME default CURRENT_TIMESTAMP
);

ちょっと分析してみる

ある時間にどのサービスを最も使ったかを分析してみる

WITH HourlyCounts AS (
    -- 時間とドメインごとにカウントする
    SELECT
        strftime('%Y-%m-%d %H:00:00', create_at) AS hour_slot,
        domain,
        COUNT(*) AS access_count
    FROM log
    GROUP BY hour_slot, domain
),
RankedDomains AS (
    -- 各時間帯の中で多い順に順位をつける
    SELECT
        hour_slot,
        domain,
        access_count,
        RANK() OVER (PARTITION BY hour_slot ORDER BY access_count DESC) as rnk
    FROM HourlyCounts
)
SELECT
    hour_slot,
    domain,
    access_count,
    rnk
FROM RankedDomains
WHERE rnk = 1
ORDER BY hour_slot DESC;
hour_slot domain access_count
2025-12-25 09:00:00 www[.]notion.so. 74
2025-12-25 08:00:00 www[.]youtube.com. 203
2025-12-25 07:00:00 www[.]youtube.com. 189

終わりに

如何だっただろうか。みなさんも良きDNSライフを送れることを願ってやまない。

余談

これを書き終わったあとにまず変な口調で書き始めたことを恨み、そして忙しい中でそこまで重要じゃないそもそもDNSとは何であるかの図の作成に1時間かけたことに少しの後悔をしました。ちなみにツールはGoogle Slideです。

  1. 2009年センター英語の言い回し ↩

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