DNS: co to jest i jak działa

System nazw domen lub DNS jest jedną z najważniejszych podstaw Internetu. Odpowiada za naszą zdolność do łączenia się z serwerami bez konieczności zapamiętywania długich, nieporęcznych ciągów liczb. Jako projektant lub programista ważne jest, aby zrozumieć, czym jest DNS, jak działa i jak z niego korzystać.

Co to jest DNS?

W latach 70. było tak mało komputerów połączonych w sieć, że każdy mógł z łatwością prowadzić ręczną listę wszystkich pozostałych komputerów. W czasach ARPANET (poprzednika Internetu), jeśli nowy komputer został kupiony i dodany do sieci, właściciel po prostu powiedziałby wszystkim innym w ARPANET, którzy po prostu dodali ten nowy komputer do swojej listy. System ten działał dobrze, gdy było połączonych tylko kilkadziesiąt komputerów, ale szybko uległ degradacji, ponieważ komputery stały się tańsze i bardziej dostępne publicznie. W dzisiejszych czasach byłoby to podobne do konieczności powiadamiania całego świata o każdym uruchomieniu nowej witryny lub usługi.

We wczesnych latach 80-tych zbudowano system DNS, aby rozwiązać ten problem poprzez utrzymywanie autorytatywnej listy domen i komputerów, na które są one wskazywane. Ale jak dokładnie to działa? Z technicznego punktu widzenia DNS to system używany przez prawie każde urządzenie sieciowe do rozwiązywania nazw domen z powiązanymi adresami IP. Pomyśl o tym jak o książce telefonicznej w Internecie.

Po wpisaniu w przeglądarce adresu internetowego, takiego jak http://www.getflywheel.com, komputer nie wie automatycznie, dokąd się udać. Wymaga adresu IP do połączenia, ale podałeś mu nazwę domeny, która jest tylko ciągiem liter. Domeny znacznie ułatwiają ludziom zapamiętanie lokalizacji witryn internetowych, ale nie są one potrzebne komputerowi do nawiązania połączenia. Zamiast tego komputer kontaktuje się z serwerem DNS i prosi go o adres IP tej witryny. Serwer DNS odpowiada i informuje komputer, że „http://www.getflywheel.com znajduje się pod adresem 192.241.128.208”. Twój komputer pobiera ten adres IP z serwera DNS i używa go do łączenia się z adresem IP, co z kolei otwiera witrynę Flywheel.

Jak są zarządzane i ustawiane rekordy DNS?

DNS jest ustawiany za pomocą rekordów DNS, które zawierają takie informacje, jak adres IP domeny, subdomeny, ustawienia poczty e-mail, a nawet dowolny tekst. Po zakupie domeny właściciel określa autorytatywne serwery nazw dla domeny. Te serwery nazw kontrolują rekordy DNS dla domeny, które są przechwytywane przez inne serwery DNS i propagowane w całym Internecie. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli ustawiasz własne rekordy DNS, znasz adres IP swojej witryny. Na przykład Flywheel dostarczy ci adres IP, na który możesz wskazać rekord nazwy A.

Na całym świecie istnieje wiele tysięcy serwerów DNS, które synchronizują się ze sobą, aby przechowywać informacje o tym, gdzie wszystko się znajduje. Jednak nie wszystkie serwery DNS są sobie równe.

Struktura serwerów DNS wygląda jak drzewo do góry nogami. Istnieje 13 serwerów głównych lub głównych, które tworzą pień tego drzewa. Są ostateczną kopią wzorcową DNS. Wszystkie dane DNS muszą pochodzić z serwera głównego lub z serwera, który wcześniej skontaktował się z serwerem głównym i pobrał dane. Serwery główne tworzą tak zwaną strefę główną lub najbardziej autorytatywną strefę DNS.

Za strefą główną znajdują się podstrefy zawierające domeny. Każda domena najwyższego poziomu ma swój własny rekord strefy, który jest dalej podzielony na poszczególne domeny, takie jak http://www.getflywheel.com, które są nazywane domenami drugiego poziomu.

To staje się trochę techniczne, więc spójrzmy na to z perspektywy naszej analogii z drzewem. Ponieważ strefa główna tworzy pień, każda domena najwyższego poziomu, taka jak .com lub .org, jest odgałęzieniem tego pnia. Każda strona internetowa, taka jak getflywheel.com, jest liściem wystającym z tej gałęzi. Ten mały listek to obszar, w którym właściciel domeny ma kontrolę nad DNS. Każda gałąź byłaby indywidualnym serwerem nazw, śledzącym gałęzie i wychodzące z niego liście.

Tak więc, gdy komputer żąda getflywheel.com, najpierw kontaktuje się z serwerem głównym, który mówi: „Szukasz witryny .com. Idź porozmawiaj z serwerem nazw .com, który znajduje się tutaj.” Następnie komputer przechodzi w dół łańcucha do serwera nazw odpowiedzialnego za domenę .com i prosi go o więcej szczegółów. Twój komputer kontaktuje się z serwerami, aż w końcu znajdzie serwer nazw określony przez właściciela domeny. Następnie ustala adres IP powiązany z witryną i przechodzi do niej. Twój komputer przemierza drzewo serwerów w dół gałęzi, aż w końcu dotrze do liścia zawierającego docelowy cel.

Uwaga: chociaż oficjalnie istnieje 13 głównych serwerów DNS, wszystkie oprócz dwóch są oddzielnie połączone i dystrybuowane do dziesiątek identycznych serwerów za pomocą technologii routingu zwanej anycast . Anycast pozwala na istnienie kilku węzłów jako tej samej jednostki. Gdy urządzenie połączy się z tą jednostką, połączy się z najbliższym dostępnym węzłem w sieci (jest to coś innego niż geocast , który jest używany na przykład w sieciach CDN, gdzie urządzenie łączy się z najbliższym serwerem geograficznym). Anycast umożliwia powielanie i dystrybucję serwerów głównych na całym świecie, równoważąc obciążenie, przyspieszając czasy odpowiedzi i zapobiegając pojedynczym punktom awarii.

Cały ten łańcuch kontaktowania się z serwerami wydaje się dość uciążliwy i wymagający wysiłku za każdym razem, gdy chcesz odwiedzić stronę internetową. Na szczęście DNS jest mocno buforowany, co oznacza, że ​​kopie są często zapisywane na bliższych komputerach, odciążając serwery główne i przyspieszając ładowanie zapytań. Wielu dostawców usług internetowych, firm, uniwersytetów, a nawet Twojego komputera przechowuje pamięć podręczną ostatnich zapytań DNS. Jeśli szukasz, powiedzmy, google.com, prawdopodobnie Twój komputer ma już zapisany adres IP. Ale jeśli szukasz witryny, na której nigdy nie byłeś, możliwe, że ktoś z Twojej okolicy lub firmy już tam był, a zapytanie i informacje są przechowywane na serwerze DNS Twojego dostawcy usług internetowych.

Bez DNS każdy z nas musiałby zapamiętać lub zapisać adres IP każdej strony internetowej i komputera, który chcielibyśmy odwiedzić. Na szczęście DNS jest niesamowicie odpornym, niezawodnym i imponującym dziełem inżynierii, śledzącym wszystkie nasze witryny internetowe i naszą komunikację, więc nie musimy.