mDNS 全解析：從 .local 到 Matter 智慧家庭

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前言

如果有在 Raspberry Pi 上安裝過 Raspbian，網路設定完成，OpenSSH server 啟動後，就可以在同網段下，用下面指令 ssh 進去：

ssh [email protected]

為什麼可以直接用 raspberrypi.local 這個名稱找到 Raspberry Pi 裝置的 IP 呢?

起源

進入網路時代後，各種裝置都有聯網需求，既然要聯網，就少不了網路設定的步驟，雖然有 DHCP 協定，可以省去在設備裝置上設定 IP/子網路遮罩/DNS server 的流程，但如果需要連上某台設備，還是得先知道該台設備的 IP/Port 等資料才能連上，而且透過 DHCP 拿到的 IP 是有可能變動的，可能某台設備剛設定好時 IP 是 192.168.5.100，過一陣子重開機後就變成 192.168.5.200，使用這台設備的人就必須要重新設定到新的 IP 上才能繼續使用，這個步驟有沒有辦法讓他自動化呢?

現在人手一支的 iPhone，大家都知道是 Apple 的，大家也知道在 iPhone 之前 Apple 還賣了好多年 Mac 電腦，但應該很少人知道 Apple 早年還賣過印表機，在後期進入網路時代，這些印表機也能聯網，可以分享給在同一區域網路中的電腦列印，Apple 也為此開發設計了一個通訊協定 AppleTalk ，讓電腦可以和印表機溝通。再後來 AppleTalk 被 Universal Plug and Play(UPnP) 取代，其中一份網路協定 Multicast DNS(mDNS) 由 Apple工程師 Stuart Cheshire 所設計出來，這位工程師還是 Apple 中的 DEST(Distinguished Engineer, Scientist, or Technologist) ，在 Apple 裡，只有最頂尖優秀的工程師、研究學者與技術人員才會給予 DEST 頭銜。

運作原理

mDNS 是利用 Multicast (224.0.0.251(IPv4), ff02::fb(IPv6) + UDP 5353 port) 模擬出一台虛擬的 DNS server，設備裝置可以透過這個特殊的 Multicast IP + Port 暴露自己的連線方式或是擁有的能力，讓同一網路中的其他裝置也在這組 IP/Port 找到對應的設備裝置。

搭配 DNS-Based Service Discovery(DNS-SD)，裝置不只能解析 .local 主機名稱，還能廣播自己提供的服務類型（如 _http._tcp、_ipp._tcp），讓其他裝置自動發現可用的網頁伺服器、印表機等服務，完全不需要手動設定。

詳細細節規範可參考 RFC 6762 (Multicast DNS) 及 RFC 6763 (DNS-Based Service Discovery) 這兩份 RFC。

後續標準演進

• RFC 8766 - Discovery Proxy（2020）：定義了一個 Proxy 機制，可以將本地 mDNS 服務透過 unicast DNS 暴露給跨網段的客戶端，解決 mDNS 無法跨子網路的限制。
• RFC 9665 - Service Registration Protocol(SRP)（2024）：允許裝置透過 unicast DNS Update 註冊服務，取代 multicast 廣播。專為無線 mesh 網路（如 Thread）和省電裝置設計，是 Matter 智慧家庭協定中 Thread 裝置的核心通訊機制。

常見的 mDNS/DNS-SD 軟體

Apple Bonjour

Apple 的原生 mDNS/DNS-SD 實作，基於開源的 mDNSResponder。深度整合在 macOS 和 iOS 中，是 AirPlay、AirPrint、HomeKit、Time Machine 等功能的基礎。Apple 也提供 Windows 版本（隨 iTunes 安裝）。

Avahi

Linux 上最廣泛使用的 mDNS/DNS-SD 實作。Raspberry Pi 的 Raspbian 預設安裝 Avahi，這也是為什麼可以直接用 raspberrypi.local 連線的原因。

值得注意的是，Avahi 最後一個穩定版本 0.8 發布於 2020 年 2 月，至今已超過五年沒有新的正式版本。近年陸續被揭露多個安全漏洞（CVE-2024-52615、CVE-2024-52616 等），修補程式雖然已存在於專案 repository，但尚未整合發布新版本。

systemd-resolved

systemd 內建的 DNS 解析服務，支援 mDNS 名稱解析（.local 主機名稱），但服務廣播和瀏覽的功能不如 Avahi 完整。同時執行 Avahi 和 systemd-resolved 會因為搶佔 UDP 5353 port 而產生衝突，Fedora 的做法是在安裝 Avahi 時預設停用 systemd-resolved 的 mDNS 功能。

Windows 原生支援

• Windows 10 1703（2017）：首次加入原生 mDNS 支援，但僅限發現印表機、螢幕鏡像裝置等。
• Windows 10 1903（2019）：擴展為通用的 .local 主機名稱解析，並開放 Win32 API。
• Windows 11：透過 DNS Client 服務（dnscache）內建 mDNS 支援，不再需要額外安裝 Bonjour。

不過 Windows 的原生 mDNS 只處理名稱解析，不支援服務廣播。需要廣播服務的應用程式仍需依賴 Bonjour 或第三方 mDNS 函式庫。

瀏覽工具

• Discovery - DNS-SD Browser for Mac
• Discovery - DNS-SD Browser for iOS

常見應用

智慧家庭

• Matter：由 Connectivity Standards Alliance 制定的智慧家庭標準，截至 2025 年底已有超過 10,400 個認證產品。Matter 將 mDNS/DNS-SD 作為核心裝置發現機制——新裝置透過 mDNS 廣播自己等待配對（Commissionable Discovery），配對完成後也持續透過 DNS-SD 被發現（Operational Discovery）。Thread 裝置則透過 Thread Border Router 將 SRP 註冊轉譯為 mDNS 廣播。
• Apple HomeKit：透過 Bonjour 廣播 _hap._tcp（HomeKit Accessory Protocol）服務來發現配件裝置。Homebridge 等開源專案也利用 mDNS 將非 HomeKit 裝置橋接進 HomeKit 生態系。

影音串流

• Google Chromecast：廣播 _googlecast._tcp 服務，讓 Google Home App 和支援 Cast 的 App 自動發現裝置。
• Apple AirPlay：廣播 _airplay._tcp 和 _raop._tcp 服務，實現無線投影和音訊串流。
• Spotify Connect：透過 mDNS 發現區域網路中的 Spotify 播放裝置。

列印服務

網路印表機是 mDNS 最早也最普及的應用之一，透過廣播 _ipp._tcp（Internet Printing Protocol）服務，macOS 和 Linux 可以自動發現印表機，完全不需要手動安裝驅動程式或設定 IP。Apple AirPrint 也是基於相同機制。

IoT 裝置

• ESP32 / Espressif 平台：ESP-IDF 框架內建 mDNS 支援，ESP32 IoT 裝置普遍使用 mDNS 讓自己可被發現（如 mydevice.local）。
• OctoPrint（3D 列印管理）：內建 Discovery Plugin，透過 mDNS 廣播 _octoprint._tcp 服務。
• NAS 裝置：Synology DSM 和 QNAP QTS 都支援 Bonjour/mDNS 服務發現，讓 macOS 的 Finder 可以自動找到 NAS 上的檔案分享、多媒體等服務。
• Home Assistant：利用 mDNS 自動發現 HomeKit 裝置、ESPHome 裝置等整合。

mDNS vs LLMNR

LLMNR（Link-Local Multicast Name Resolution） 是 Microsoft 開發的協定，功能與 mDNS 類似但僅提供名稱解析，不支援服務發現。

Microsoft 在 2022 年宣布將逐步淘汰 LLMNR 和 NetBIOS，統一採用 mDNS 作為預設的 multicast 名稱解析協定。Windows Server 2025 將是最後一個內建 WINS 的 LTSC 版本。

安全注意事項

mDNS 在設計上沒有驗證機制，使用時需要留意以下風險：

• 放大攻擊（DDoS）：mDNS 回應封包通常比查詢封包大很多（放大倍率可達 130%–975%），如果 mDNS 暴露在公網上，可被利用為 DDoS 反射攻擊的跳板。
• 投毒攻擊（Spoofing）：同一網段的任何裝置都能回應 mDNS 查詢，攻擊者可以偽造回應將流量導向惡意主機。滲透測試工具 Responder 就利用 mDNS、LLMNR 和 NetBIOS 來攔截 Windows 網路的 NTLMv2 雜湊值。
• 資訊洩漏：mDNS 會向網路上所有裝置廣播主機名稱、服務類型、Port 等詳細資訊。

防護建議

• 絕對不要將 mDNS（UDP 5353）暴露在外網 / WAN 介面上
• 企業網路中考慮透過 Group Policy 停用 mDNS、LLMNR 和 NetBIOS-NS
• 利用網路分段和防火牆規則，限制 mDNS 只在受信任的網段中運作
• 定期更新 mDNS 實作軟體（Avahi 等）的安全修補