Простыми словами о DNS: что это и как работает

Что такое DNS

DNS (Domain Name System) — технология, которая выполняет роль своеобразного «адресного указателя» в интернете. Она преобразует домены, например, ddos-guard.ru, в IP-адреса. Они используются устройствами для обмена информацией. Благодаря существованию DNS-системы не нужно запоминать сложные цифровые последовательности, чтобы посетить сайт — достаточно просто знать его название.

Принцип работы DNS

DNS Представьте, что вы решили отправить письмо другу, но помните только имя своего получателя, забыв его адрес. DNS-система работает так — она находит «адрес» (IP-адрес) для каждого «имени» (домена), чтобы устройства могли связаться друг с другом.

Процесс начинается с отправки запроса: «Какой IP у этого домена?» Этот запрос путешествует через цепочку DNS-серверов о которых сегодня пойдет речь в этой статье. 

Далее по тексту IP и IP-адрес — синонимы. 

Что такое DNS-сервер

DNS-серверы — это устройства, которые выполняют передачу данных о доменах и их IP-адресах. В то время как сам DNS представляет собой общий процесс преобразования доменных имен в числовые адреса, DNS-серверы являются её рабочими элементами, обрабатывающими запросы и передающими нужную информацию.

Система доменных имен играет важную роль для интернета: когда пользователь вводит адрес сайта в браузере, например, ddos-guard.ru, сервер начинает искать в системе соответствующий IP-адрес этого домена. При этом каждый DNS-сервер выполняет строго определённые задачи. Распределённость обязанностей позволяет системе работать быстро и эффективно.

Виды DNS-серверов

В процессе работы DNS поиска может быть задействовано сразу несколько серверов. В терминологии DNS специалисты чаще всего выделяют 4 опорных вида серверов: рекурсор — он же публичный сервер, root или корневой, TLD и авторитетный. На них остановимся и расскажем подробнее.

1. Публичный DNS-сервер 

Публичный DNS-резолвер, публичный DNS-рекурсор — синонимы. К этому серверу может обращаться любой пользователь интернета — он доступен для широкого использования. Известными публичными DNS-серверами являются Google с адресами 8.8.8.8 и 8.8.4.4.

2. Корневой (root) DNS-сервер

Существует 13 групп корневых серверов, которые управляются различными организациями. Они играют ключевую роль в перенаправлении запросов на нужные DNS-серверы доменов верхнего уровня — TLD от англ. top-level domain.

3. TLD-сервер

Сервер доменов верхнего уровня отвечает за хранение информации о доменах верхнего уровня, таких как .com, .org, .ru и других. TLD помогает найти информацию о DNS-зонах для этих доменов и перенаправляет запросы на авторитетные серверы. Когда пользователь введет «ddos-guard.net», DNS-сервер может запросить сервер доменов верхнего уровня, который укажет, где искать информацию о конкретном домене (в данном случае .net).

4. Авторитетный DNS-сервер

Сервер предоставляет точные и актуальные данные о домене, которые используются для подтверждения представленной информации о конкретных доменных именах. Такой сервер обслуживает строго одну зону, например, зону .ru.

Как работает DNS

После ввода доменного имени сайта (ddos-guard.ru) запрос отправляется на DNS-сервер для получения IP-адреса. Это нужно для того, чтобы браузер мог найти этот сайт в сети и отобразить его пользователю. Доменное имя, простыми словами, и есть сайт — это синонимичные значения. 

Работа DNS проходит в несколько этапов:

1. Запрос. Пользователь вводит доменное имя в строке браузера, тот сначала ищет соответствие домена (сайта) IP-адресу в файлах на локальном компьютере. Если в нем есть соответствующие записи, тогда сайт сразу откроется. В том случае, если нужной информации не найдется, браузер формирует DNS-запрос к DNS-серверу, чтобы он нашел нужный IP-адрес для сайта.
2. Проверка. Публичный сервер сначала проверяет, есть ли у него в кэше нужный IP для запрашиваемого домена. Если данные отсутствуют, тогда он запрашивает корневой (root) сервер, а тот в свою очередь перенаправляет запрос на TLD-сервер (например, .com или .org).
3. Запрос к TLD-серверу. Серверы доменов верхнего уровня передают информацию, где находится авторитетный DNS для конкретного домена, например, ddos-guard.ru. 
4. Запрос к авторитетному DNS-серверу. Рекурсивный резолвер (публичный сервер) отправляет запрос к авторитетному DNS-серверу, который хранит точную информацию о домене, включая его IP-адрес.
5. Ответ DNS-сервера. Публичный сервер получает IP необходимого сайта от авторитетного сервера и передает его браузеру, который после этого устанавливает соединение с нужным для пользователя веб-сервером.

DNS-запросы

Общение между DNS-серверами происходит путем отправки запросов. DNS-запросы — это обращения одного устройства к другому в системе DNS. Примеры таких устройств: компьютеры, серверы, смартфоны, умные ассистенты и прочие.     

DNS-запросы бывают двух видов: рекурсивные и итеративные. На схеме, где изображён принцип работы DNS, показано, на каком этапе выполняется каждый из этих запросов.

• Рекурсивные запросы — это первые запросы на поиск DNS-записей, которые отправляются с пользовательских устройств к резолверу.
• Нерекурсивные (итеративные) — запросы, которые не требуют полного поиска записей DNS.

Процесс обработки запроса DNS-серверов

Начинается все с того как пользователь вводит запрос в браузер, например, ddos-guard.ru:

1. Браузер проверяет локальный кэш на наличие IP-адреса. В случае если он не найден, запрос отправляется на DNS-резолвер (публичный DNS).
2. DNS-резолвер обращается к корневому серверу, чтобы получить сведения о том какой TLD-сервер ему нужен.
3. Корневой отправляет данные с нужным TLD-сервером, где хранятся записи для .ru доменов.
4. Получив ответ, резолвер обращается к TLD-серверу.
5. TLD возвращает резолверу данные о запрашиваемом авторитетном DNS-сервере — ns1.ddos-guard.net.
6. Публичный сервер отправляет запрос к авторитетному, чтобы получить актуальные данные о домене.
7. Авторитетный сервер возвращает действующий IP-адрес — 185.178.208.163.
8. Браузер использует этот IP-адрес для установления связи с сервером, чтобы загрузить веб-страницу.

Таким образом, механизм DNS-резолвинга позволяет преобразовать домен ddos-guard.ru в IP-адрес, чтобы браузер мог установить соединение с сервером, отвечающим за данный домен.

Ключевые сущности DNS

Первичные и вторичные DNS-серверы

Чтобы повысить уровень надежности и безопасности системы DNS, были созданы вторичные DNS-серверы. Для упрощения понимания их сути, предлагаем следующие определения: первичные DNS — это своего рода оригинал, а вторичные DNS — его копии. 

Функции первичных DNS-серверов

На этом сервере, который является частью системы DNS-серверов, лежит оригинальный (первичный) файл, доступный для редактирования. Он содержит в себе всю авторитетную информацию о домене, включая его IP-адрес, личность администратора домена и различные записи ресурсов.

Первичный сервер отвечает за обслуживание доменных зон и обрабатывает изменения в них в отличие от вторичных серверов.

Функции вторичных DNS-серверов

Содержат копии информации с первичных серверов и доступны только для чтения. Они распределяют DNS-трафик по нескольким провайдерам для увеличения времени безотказной работы. 

Частные и публичные DNS

Как и в случае с сетями, DNS делят на два основных типа: публичные и частные.

• Публичные DNS-серверы — доступны всем пользователям интернета — о их функциях мы говорили в начале статьи.
• Частные DNS-серверы — работают так же, как публичные, выполняя задачи резолвера, но доступны только ограниченной группе пользователей, имеющих доступ к корпоративной или домашней сети, в которой была создана частная DNS-сеть.

DNS играет ключевую роль в работе интернета, переводя доменные имена в IP-адреса для корректного направления пользователей на нужные сайты. Безопасность системы доменных имен имеет критическое значение, поскольку атаки направленные на DNS-сервера могут сделать веб-ресурсы недоступным, несмотря на исправную работу хостинга. Для защиты серверов лучше всего использовать профессиональные решения с включенной защитой от DDoS-атак, регулярно проводить аудит настроек безопасности DNS и создать резервное копирование информации и конфигураций сервера.