06.12.2024

Що таке DNS та ієрархія DNS?

DNS (Domain Name System – система доменних імен) – це ієрархічна і децентралізована система імен для комп’ютерів, сервісів та інших ресурсів, підключених до Інтернету або приватної мережі. Вона перетворює людські доменні імена, такі як www.example.com, в IP-адреси, такі як 192.0.2.1, які комп’ютери використовують для ідентифікації один одного в мережі. DNS діє як телефонна книга Інтернету, допомагаючи користувачам отримувати доступ до веб-сайтів і служб за допомогою доменних імен, а не запам’ятовувати числові IP-адреси.

Основні функції DNS

Розв’язання імен: Перетворює доменні імена на IP-адреси, щоб веб-браузери могли завантажувати інтернет-ресурси.
Маршрутизація електронної пошти: Використовує записи DNS, такі як записи MX (Mail Exchange), для перенаправлення електронних листів на правильні поштові сервери.
Розподіл навантаження: Використовує записи CNAME і SRV для балансування навантаження і розподілу трафіку між різними серверами.
Виявлення служб: Допомагає програмам знаходити сервіси, такі як веб-сервери та поштові сервери, на основі записів DNS.

Як працює DNS

Коли ви вводите URL-адресу у веб-браузері, система DNS виконує кілька кроків, щоб перетворити доменне ім’я на IP-адресу:

Ініціювання запиту: Користувач вводить доменне ім’я (наприклад, www.example.com) у веб-браузері.
Рекурсивний запит: Запит надсилається до рекурсивного DNS-розв’язувача, який часто надається вашим провайдером або встановлюється вручну (наприклад, Google Public DNS).
Ієрархія DNS: Рекурсивний вирішувач запитує ієрархію DNS, починаючи з кореневих серверів, потім серверів TLD (домен верхнього рівня) і, нарешті, авторитетних серверів імен, поки не знайде IP-адресу для запитуваного домену.
Кешування: Вирішена IP-адреса кешується в пам’яті пристрою, що вирішує, і, можливо, в браузері користувача, щоб пришвидшити майбутні запити.

Ієрархія DNS: Структура та компоненти

DNS організована у вигляді ієрархічного дерева з різними рівнями, кожен з яких відіграє певну роль у перетворенні доменних імен в IP-адреси. Ось розбивка ієрархії DNS:

1. Кореневий рівень (кореневі DNS-сервери)

Опис: Кореневий рівень є вершиною ієрархії DNS. Він представлений у вигляді крапки (.) і містить інформацію про домени верхнього рівня (TLD).
Кореневі DNS-сервери: Існує 13 наборів кореневих серверів, позначених літерами (наприклад, A-root, B-root, C-root), якими керують різні організації по всьому світу. Ці сервери не містять IP-адрес веб-сайтів, а спрямовують запити на відповідні сервери верхнього рівня.
Функція: Коли DNS-розпізнавач не може знайти IP-адресу у своєму кеші, він надсилає запит до кореневих DNS-серверів. Кореневі сервери відповідають адресою відповідного сервера верхнього рівня для домену (наприклад, .com, .org).

2. Рівень домену верхнього рівня (TLD)

Опис: Домени верхнього рівня – це другий рівень ієрархії DNS, і вони класифікують домени на основі їхнього суфікса (наприклад, .com, .net, .org, .uk, .de). Сервери ДВУ зберігають інформацію про домени, що належать до їхнього конкретного ДВУ.
Типи доменів верхнього рівня:
- gTLD (загальні домени верхнього рівня): Включає .com, .org, .net, .edu та новіші домени верхнього рівня, такі як .app або .tech.
- ccTLD (Домени верхнього рівня з кодом країни): Представляють країни або регіони, наприклад, .uk (Великобританія), .us (США) або .jp (Японія).
Функція: Сервери ДВУ скеровують DNS-розпізнавач до авторитетних серверів імен, відповідальних за доменне ім’я (наприклад, example.com).

3. Домен другого рівня (ДВР) і субдомени

Опис: Домен другого рівня (ДВР) – це частина доменного імені, яка відображається безпосередньо зліва від домену верхнього рівня (наприклад, example у example.com). Доменами другого рівня часто керують організації або особи, які їх реєструють.
Субдомени: Субдомени – це префікси, що додаються до домену другого рівня (наприклад, www у www.example.com або blog.example.com). Субдомени дозволяють організувати різні розділи веб-сайту або сервісу.
Функція: Домени другого рівня та їхні субдомени вказують на авторитетні сервери імен, які зберігають певну IP-адресу або інші записи DNS для домену.

4. Авторитетні DNS-сервери

Опис: Авторитетні DNS-сервери є кінцевою зупинкою в процесі DNS-запитів. Вони надають остаточні відповіді на запити про доменні імена, зберігаючи записи DNS для доменів.
Типи записів:
- Запис: Зіставляє доменне ім’я з IPv4-адресою.
- Запис AAAA: Зіставляє доменне ім’я з IPv6-адресою.
- Запис CNAME: Спрямовує домен або субдомен до іншого домену.
- Запис MX: Вказує поштові сервери для маршрутизації електронної пошти.
- Запис TXT: Містить текстову інформацію для перевірки та безпеки (наприклад, SPF, DKIM).
Функція: Коли рекурсивний DNS-розпізнавач запитує авторитетний DNS-сервер, він повертає відповідну IP-адресу або інші DNS-записи для запитуваного домену.

5. Рекурсивні DNS-розв’язувачі (не є частиною ієрархії, але необхідні)

Опис: Рекурсивні вирішувачі відповідають за запити до всієї ієрархії DNS від імені клієнта. Вони часто надаються інтернет-провайдерами або можуть бути налаштовані на сторонніх DNS-провайдерів, таких як Google DNS (8.8.8.8) або Cloudflare DNS (1.1.1.1).
Функція: Рекурсивний вирішувач кешує відповіді, щоб прискорити майбутні запити. Якщо IP-адреса домену закешована, він може повернути результат без повторного запиту до ієрархії DNS.

Приклад: Як працює DNS-запит

Припустимо, користувач вводить у браузері www.example.com:

Рекурсивний DNS-розпізнавач перевіряє, чи є www.example.com в його кеші.
Якщо його немає в кеші, він запитує один з кореневих DNS-серверів.
Кореневий сервер відповідає адресою сервера верхнього рівня .com.
Розпізнавач запитує сервер ДВУ .com, який відповідає адресою авторитетного сервера імен для example.com.
Зчитувач запитує авторитетний сервер імен, який надає запис A (IP-адресу) для www.example.com.
Розпізнавач повертає IP-адресу браузеру, який потім з’єднується з веб-сервером за цією IP-адресою.

Висновок

DNS є фундаментальною частиною інтернету, що дозволяє користувачам отримувати доступ до ресурсів за допомогою зрозумілих для людини доменних імен. Розуміння ієрархії DNS – від кореневих серверів до авторитетних DNS-серверів – допомагає нам зрозуміти, як спрямовується веб-трафік і як працюють такі сервіси, як балансування навантаження і обхід відмов. Це також допомагає у вирішенні таких проблем, як збої в дозволі доменів або неправильні конфігурації DNS.