利用Python+阿里云实现DDNS(动态域名解析)

雨点打透心脏的1/2处 2022-05-24 12:16 758阅读 0赞

# 引子 #

我想大家应该都很熟悉DNS了，这回在DNS前面加了一个D又变成了什么呢？这个D就是Dynamic(动态)，也就是说，按照传统，一个域名所对应的IP地址应该是定死的，而使用了DDNS后，域名所对应的IP是可以动态变化的。那这个有什么用呢？  
比如，在家里的路由器上连着一个raspberry pi(树莓派)，上面跑着几个网站，我应该如和在外网环境下访问网站、登陆树莓派的SSH呢？  
还有，家里的NAS(全称Network Attach Storage 网络附属存储，可以理解为私有的百度网盘)上存储着大量的视频、照片，如何在外网环境下和朋友分享呢？  
这时，就要靠DDNS了！它会动态侦运营商分配给你的IP变化，并映射到域名上，这时就可以用域名来访问家庭环境中的内容了~  
哈！有了域名，走遍天下都不怕有木有  
实现效果（因为我已经更新过了，所以它提示IP地址已存在，阿里云是不允许同一个IP重复更新的）  
![70][]  
本地：  
![70 1][]  
使用DDNS后，在外网环境下：  
![70 2][]  
注：

>  *  这篇帖子适用于家庭宽带的IP是**公网IP**的小伙伴，但是注意，这种公网IP是临时的，会不定时进更改。判断方法很简单：先去百度搜索IP，查到自己的IP地址；接着本地开一个网站，比如在Windows下直接启动IIS，Linux下安装一个Apache或者Nginx启动，使用它们的默认页面；然后在路由器上设置好转发规则，公网IP的网络访问端口最好不要用80，80端口可能被运营商封了；最后利用前面查到的公网IP+端口号访问一下，看看能不能显示内网上的页面，如果可以，恭喜你！
>  *  本文涉及到的技术点会比较多，比如爬虫啊，设计模式啊，函数修饰符啊等等，可以算是一个综合运用了吧~

# 实现思路 #

前面引文已经说的很清楚了，就是探测家庭宽带公网IP的变化，然后利用我们的程序将这个IP更新到它所绑定的二级域名上~  
综上，我的思路是这样的：  
1、利用Python去网上爬取自己真实的IP地址  
2、利用阿里云所提供的接口更新IP

# 前期准备 #

1、一个域名(国内需要备案，港澳台和国外听说是不要的，我也没尝试过)  
2、将域名的解析设置到阿里云的云解析上  
3、为我们的DDNS创建一个二级域名(例如 ddns.expamle.com)  
4、安装阿里云Python SDK（具体教程可以去阿里云上找  
5、建议先去阅读一下[Python SDK的使用示例][Python SDK]  
6、约定：所有的API请求都返回**JSON**格式，所以要使用Python的JSON模块进行解析

# 环境版本 #

> 1、Python 3.6  
> 2、网页解析利用BeautifulSoup 4  
> 3、阿里的云解析API和Python SDK直接使用官方最新版本即可

# 实现步骤 #

## 项目结构 ##

![70 3][]  
注：

>  *  AcsClientSingleton.py => 阿里云AcsClient单实例类
>  *  CommonRequestSingleton.py => 阿里云CommonRequest的单实例类，获取阿里云Common Request请求类
>  *  DDNS.py => 主程序
>  *  IpGetter.py =>获取家庭宽带实际的公网IP
>  *  Utils.py => 工具类

## 爬IP ##

首当其冲的就是要获得我们实际的IP地址，推荐[ip138.com][]  
你看到的页面是这样的：  
![70 4][]  
画红框的部分是一个iframe  
![70 5][]  
其中的URL是一直会变化的，所以第一步是要获取这个URL，我这里用到的解析框架是BeautifulSoup，感觉用Scrapy有点大材小用了

#获得IP检测的网页URL
    def getIpPage():
        url = "http://www.ip138.com/"
        response = urllib.request.urlopen(url)
        html = response.read().decode("gb2312")
        soup = BeautifulSoup(html, "lxml")
        _iframe = soup.body.iframe
        return _iframe["src"]

获取到检测IP地址的URL后，我们可以观察一下网页结构  
![70 6][]  
发现，我们只需要获取到center标签的内容，然后用正则提取出IP即可

#获取IP地址
    def getRealIp(url):
        response = urllib.request.urlopen(url)
        html = response.read().decode("gb2312")
        pattern = r"(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]\d{2}|[1-9]?\d)\.(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]\d{2}|[1-9]?\d)\.(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]\d{2}|[1-9]?\d)\.(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]\d{2}|[1-9]?\d)"
        matchs = re.search(pattern,html)
        ip_addr = ""
        for i in range(1,5):
            ip_addr += matchs.group(i) + "."
        return ip_addr[:-1]

然后我们爬的工作就完成了，可以将这个获取IP的过程进行封装，放进工具类里

## 查文档 ##

阿里云云解析API文档  
我们需要用到的是[UpdateDomainRecord][]这个Action。  
可以观察一下它的请求参数  
![70 7][]  
在阿里的请求中，有一个公共参数(上面没有提及)，里面有一个签名，这个签名虽然官方提供了签名生成的算法，不过如果自己实现很容易出错，所以我们使用它的Python SDK。在签名中，有一个至关重要的是AccessKey，AccessKey的生成可以在管理控制台的AccessKeys模块获取  
![70 8][]  
**生成之后一定要保管好这个密钥哦！！！！！**  
由于云解析官方并没有提供对应的SDK模块，只提供了API，不过我们可以利用SDK中的CommonRequest对象来进行API操作。不知道各位有木有发现在更新域名解析记录的请求参数中有一个RecordId，这个RecordId要利用[DescribeDomainRecords][]这个Action来获取。  
如果每次请求都要使用CommonRequest对象，这样难免会造成一定的内存浪费，所以使用面向对象设计模式中的[单例模式][Link 1]进行优化。

class CommonRequestSing:
        #私有类变量
        __request = None
    
        #该修饰符将实例方法变成类方法
        #,因为类方法无法操作私有的类变量，所以使用实例方法进行操作，再进行转换为类方法
        @classmethod
        def getInstance(self):
            if self.__request is None:
                self.__request = CommonRequest()
            return self.__request

同时，在构造请求式，也会用到AcsClient对象，也可使用单例模式优化

class AcsClientSing:
        __client = None
        @classmethod
        def getInstance(self):
            if self.__client is None:
                self.__client = AcsClient('Your_AccessKeyId', 'Your_AccessKeySecret', 'cn-hangzhou')
            return self.__client

这里用到了函数修饰符@classmethod，主要功能是将实例方法转换为类方法。  
这两个单实例都可封装进工具类中，直接调用工具类获取实例就可以了，代码会更美观一些。

## 获取RecordID ##

利用[DescribeDomainRecords][] 这个Action来获得。

#获取二级域名的RecordId
        def getRecordId(domain):
            client = Utils.getAcsClient()
            request = Utils.getCommonRequest()
            request.set_domain('alidns.aliyuncs.com')
            request.set_version('2015-01-09')
            request.set_action_name('DescribeDomainRecords')
            request.add_query_param('DomainName', 'Your_DomainName eg.example.com')
            response = client.do_action_with_exception(request)
            jsonObj = json.loads(response.decode("UTF-8"))
            records = jsonObj["DomainRecords"]["Record"]
            for each in records:
                if each["RR"] == domain:
                    return each["RecordId"]

## 更新解析记录IP，DDNS逻辑核心 ##

def DDNS():
        client = Utils.getAcsClient()
        recordId = Utils.getRecordId('ddns')
        ip = Utils.getRealIP()
        request = Utils.getCommonRequest()
        request.set_domain('alidns.aliyuncs.com')
        request.set_version('2015-01-09')
        request.set_action_name('UpdateDomainRecord')
        request.add_query_param('RecordId', recordId)
        request.add_query_param('RR', 'ddns')
        request.add_query_param('Type', 'A')
        request.add_query_param('Value', ip)
        response = client.do_action_with_exception(request)
        return response
    
    if __name__ == "__main__":
        try:
            result = DDNS()
            print("成功！")
        except (ServerException,ClientException) as reason:
            print("失败！原因为")
            print(reason.get_error_msg())

至此结束~然后设置好路由器端口映射，这时候你就可以使用ddns.example.com:XXX来进行访问设置在家庭网络中的资源了~  
然后可以将这个Python代码设置为定时任务，比如每天执行一次，或者根据运营商的IP变化策略调整~  
源码(最新)：[https://github.com/mgsky1/DDNS][https_github.com_mgsky1_DDNS]  
源码(结构与文章一样的)：[点击这里][Link 2]

[70]: /images/20220524/2139bc116f6c499385068cae95219e10.png
[70 1]: /images/20220524/8ec9976394f6433681ea955e9dffc8e7.png
[70 2]: /images/20220524/90cf6f2a140b48628d8d2655830264f6.png
[Python SDK]: https://help.aliyun.com/document_detail/53090.html
[70 3]: /images/20220524/324308b487bb47cfb75208e30261e681.png
[ip138.com]: http://www.ip138.com/
[70 4]: /images/20220524/493d5df30871494dbc372eda024c0650.png
[70 5]: /images/20220524/9dfdf5e4acbf4dd0869dd9b01dd659d7.png
[70 6]: /images/20220524/fc04232c65db40fd85c468cb3df88b93.png
[UpdateDomainRecord]: https://help.aliyun.com/document_detail/29774.html?spm=a2c4g.11186623.2.20.fDjexq
[70 7]: /images/20220524/56ec238ec4914cc9a0cc0781d2d3066e.png
[70 8]: /images/20220524/8d54f662a0f2406db0e8218e5be178ad.png
[DescribeDomainRecords]: https://help.aliyun.com/document_detail/29776.html?spm=a2c4g.11186623.2.22.YnoAl8
[Link 1]: https://blog.csdn.net/mgsky1/article/details/79807488
[https_github.com_mgsky1_DDNS]: https://github.com/mgsky1/DDNS
[Link 2]: https://github.com/mgsky1/DDNS/tree/878bda883ece5fb487c5c7f222dcf6d5074de6df