Система доменных имен (DNS)
ВГТУ
2024-12-03
Введение в DNS
Описание
DNS (Domain Name System) – это распределенная система для преобразования человеко-читаемых доменных имен в IP-адреса, которые используются компьютерами для идентификации друг друга в сети Интернет. Она играет ключевую роль в функционировании Интернета, позволяя пользователям использовать удобные доменные имена вместо запоминания числовых IP-адресов.
Распределенная база данных
DNS использует иерархическую структуру, состоящую из множества серверов, чтобы хранить информацию о доменных именах и их соответствующих IP-адресах. Эта база данных распределена по всему миру, чтобы обеспечить надежность и быстродействие.
Разрешение имен
Основная задача DNS заключается в разрешении доменных имен в IP-адреса и наоборот. Когда пользователь вводит веб-адрес в браузере, DNS сервер переводит это доменное имя в соответствующий IP-адрес, чтобы установить соединение с сервером, хостящим веб-сайт.
Иерархическая структура
DNS организован в виде иерархии доменных имен. В самом верхнем уровне находятся корневые серверы, которые содержат информацию о верхних уровнях доменных имен (например, .com, .org, .net). Затем следуют домены верхнего уровня (TLD, Top-Level Domains), а после них – поддомены и конкретные хосты.
Кэширование
DNS серверы могут кэшировать запросы и ответы, чтобы ускорить процесс разрешения имен. Это позволяет избежать постоянного обращения к корневым серверам и улучшает производительность.
Обновление и репликация данных
Информация в DNS базе данных подвергается обновлениям, и эти обновления распространяются по всей сети DNS серверов с помощью механизмов репликации.
Структура доменного имени
Описание
Доменное имя имеет иерархическую структуру, которая отражает его положение в системе DNS. Доменное имя разбивается на несколько частей, разделенных точками, и они упорядочены от более общих к более конкретным. Эта иерархическая структура позволяет DNS эффективно организовывать и идентифицировать ресурсы в сети. Вот общая структура доменного имени, начиная с верхнего уровня:
Корневой домен (Root Domain)
Это самый верхний уровень доменной иерархии. В DNS, он представлен символом ".", и на самом верхнем уровне располагаются корневые DNS серверы, которые содержат информацию о доменах верхнего уровня.
Домены верхнего уровня (Top-Level Domains, TLD)
Под корневым доменом находятся TLD, такие как .com, .org, .net, .gov, .edu и другие. Каждый TLD может быть контролируем и управляем различными организациями или регистраторами. TLD дополняются доменами верхнего уровня стран (ccTLD), такими как .us (США), .uk (Великобритания), .fr (Франция) и так далее.
Домен второго уровня (Second-Level Domain, SLD)
Это следующий уровень в иерархии и наиболее конкретная часть доменного имени. Примерами SLD являются “example” в “example.com” или “google” в “google.com”. SLD обычно представляют собой выборное имя, выбранное владельцем домена.
Субдомены
После SLD можно добавить дополнительные поддомены, чтобы дополнительно организовать идентификацию ресурсов. Например, в “www.example.com” “www” является поддоменом, который может указывать на конкретный веб-сервер.
Итак, полная структура доменного имени выглядит следующим образом:
Где:
“
subdomain” - это поддомен (опционально).“
example” - это домен второго уровня (SLD).“
com” - это домен верхнего уровня (TLD).
Корневые сервера
Описание
Корневые сервера DNS представляют собой первый уровень DNS-иерархии и являются ключевой частью системы DNS. Эти серверы содержат информацию о доменах верхнего уровня (Top-Level Domains, TLD) и их авторитетных DNS-серверах. Всего существует 13 корневых серверов DNS по всему миру, обеспечивая стабильность и надежность системы DNS. Эти серверы обозначаются буквами от A до M.
Распределенность
Корневые серверы DNS физически распределены по всему миру и находятся в разных географических локациях. Это обеспечивает устойчивость и надежность системы DNS.
Распределение зон данных
Корневые серверы сами не содержат подробной информации о доменах нижнего уровня (например, example.com). Вместо этого, они указывают на авторитетные DNS-серверы для соответствующих TLD. Эти TLD-серверы в свою очередь указывают на DNS-серверы для конкретных доменов.
Кэширование и рекурсивные запросы
Корневые серверы обрабатывают только рекурсивные запросы и не выполняют кэширование ответов. Когда DNS-клиент отправляет запрос на разрешение имени, корневой сервер может вернуть информацию о TLD, и затем запрос передается к ближайшему DNS-серверу, который более конкретно обслуживает соответствующий TLD.
IP-адреса корневых серверов
Корневые серверы DNS имеют фиксированные IP-адреса, которые хранятся в резервных файлах DNS-серверов по всему миру. Эти IP-адреса известны и используются всеми DNS-серверами и клиентами.
Адреса корневых серверов
a.root-servers.net. 198.41.0.4
a.root-servers.net. 2001:503:ba3e::2:30
b.root-servers.net. 199.9.14.201
b.root-servers.net. 2001:500:200::b
c.root-servers.net. 192.33.4.12
c.root-servers.net. 2001:500:2::c
d.root-servers.net. 199.7.91.13
d.root-servers.net. 2001:500:2d::d
e.root-servers.net. 192.203.230.10
e.root-servers.net. 2001:500:a8::e
f.root-servers.net. 192.5.5.241
f.root-servers.net. 2001:500:2f::f
g.root-servers.net. 192.112.36.4
g.root-servers.net. 2001:500:12::d0d
h.root-servers.net. 198.97.190.53
h.root-servers.net. 2001:500:1::53
i.root-servers.net. 192.36.148.17
i.root-servers.net. 2001:7fe::53
j.root-servers.net. 192.58.128.30
j.root-servers.net. 2001:503:c27::2:30
k.root-servers.net. 193.0.14.129
k.root-servers.net. 2001:7fd::1
l.root-servers.net. 199.7.83.42
l.root-servers.net. 2001:500:9f::42
m.root-servers.net. 202.12.27.33
m.root-servers.net. 2001:dc3::35Процедура разрешения DNS имени
Описание
Процедура разрешения DNS имени включает в себя несколько шагов, которые позволяют преобразовать человеко-читаемое доменное имя (например, www.example.com) в соответствующий IP-адрес (например, 192.0.2.1).
Этапы процесса разрешения DNS:
Локальный кэш
Когда пользователь вводит доменное имя в веб-браузере или другом приложении, первым делом проверяется локальный DNS-кэш на компьютере. Если IP-адрес для этого домена уже когда-либо был запрошен и сохранен в кэше, то запрос может быть разрешен непосредственно из кэша, что ускоряет процесс.
Запрос к локальному DNS-серверу
Если записи о запрашиваемом доменном имени нет в локальном кэше, компьютер отправляет DNS-запрос к локальному DNS-серверу. Этот DNS-сервер обычно предоставляется вашим интернет-провайдером или настроен вручную. Если сервер в кэше также не имеет информации о домене, он начинает процесс рекурсивного разрешения DNS.
Рекурсивное разрешение DNS
Локальный DNS-сервер выполняет рекурсивный запрос к корневому DNS-серверу. Корневые серверы (13 в общей сложности) хранят информацию о TLD (Top-Level Domains) серверах для всех доменных зон. Корневой сервер направляет запрос к TLD-серверу, соответствующему домену верхнего уровня в запрашиваемом домене (например, .com, .org).
Запрос к TLD-серверу
TLD-сервер отвечает на запрос локального DNS-сервера, указывая, на какой авторитетный DNS-сервер следует направить запрос для конкретного доменного имени.
Запрос к авторитетному DNS-серверу
Локальный DNS-сервер отправляет запрос к авторитетному DNS-серверу, который управляет запрашиваемым доменом. Этот сервер содержит подробную информацию о доменных записях для данного домена, включая IP-адреса и другие записи (например, MX для почты).
Получение ответа и кэширование
Авторитетный DNS-сервер отправляет ответ обратно локальному DNS-серверу. Локальный DNS-сервер кэширует этот ответ, чтобы при необходимости быстро отвечать на будущие запросы для того же домена. Затем локальный DNS-сервер передает IP-адрес обратно на компьютер пользователя.
Ответ компьютеру
Получив IP-адрес от локального DNS-сервера, компьютер может использовать этот IP-адрес для установления соединения с сервером, связанным с запрашиваемым доменным именем. Например, браузер может использовать этот IP-адрес, чтобы запросить веб-страницу с веб-сервера.
Вывод
Весь процесс разрешения DNS занимает обычно доли секунды, и большая часть этого времени уходит на обмен данными между DNS-серверами. Кэширование на разных уровнях помогает снизить нагрузку на корневые и авторитетные DNS-серверы и улучшает производительность системы DNS.
Типы DNS записей
Описание
DNS (Domain Name System) поддерживает различные типы записей, которые используются для хранения различной информации, связанной с доменными именами. Вот некоторые из наиболее распространенных типов DNS-записей:
A запись (Address Record)
Эта запись связывает доменное имя с IPv4-адресом. Она используется для установления соответствия между доменным именем и конкретным IP-адресом.
AAAA запись (IPv6 Address Record)
Аналогично A-записи, но предназначена для IPv6-адресов. Она устанавливает соответствие между доменным именем и IPv6-адресом.
CNAME запись (Canonical Name Record)
CNAME-запись устанавливает алиас (псевдоним) для доменного имени. Она используется для перенаправления одного доменного имени на другое.
MX запись (Mail Exchanger Record)
MX-запись указывает на почтовый сервер, который обрабатывает электронную почту для домена. Она используется для настройки почтовых систем.
TXT запись (Text Record)
TXT-запись предназначена для хранения текстовой информации. Она может использоваться для различных целей, включая аутентификацию домена (SPF и DKIM записи), предоставление информации для сервисов (например, для верификации веб-мастера в Google Search Console) и других задач.
NS запись (Name Server Record)
NS-запись указывает на авторитетные DNS-серверы для домена. Она определяет, какие DNS-серверы отвечают за разрешение доменных имен для конкретного домена.
PTR запись (Pointer Record)
PTR-запись используется для выполнения обратной DNS-резолюции, переводя IP-адрес обратно в доменное имя. PTR-записи часто используются в области электронной почты и безопасности.
SRV запись (Service Record)
SRV-запись используется для указания местоположения службы, такой как сервер VoIP или сервер мгновенных сообщений, в сети. Она включает в себя информацию о порте, протоколе и весе для выбора наилучшего сервера.
CAA запись (Certification Authority Authorization)
CAA-запись позволяет доменным владельцам управлять тем, какие сертификационные органы могут выпускать SSL/TLS-сертификаты для их доменов.
SOA запись (Start of Authority Record)
SOA-запись содержит основную информацию о зоне, включая адрес электронной почты администратора зоны, период обновления и другие параметры.
Регистраторы доменных имен
Описание
Регистраторы доменных имен — это организации или компании, которые предоставляют услуги регистрации доменных имен для частных лиц и компаний. Они работают с различными доменными зонами (например, .com, .org, .net, .ru, .uk и другие) и обеспечивают доступ к системе DNS, позволяя клиентам регистрировать, продлевать и управлять доменными именами.
Регистрация доменных имен
Регистраторы предоставляют клиентам возможность выбора и регистрации доменных имен в соответствии с доступными доменными зонами. Клиенты могут проверить доступность доменных имен, выбрать подходящее и зарегистрировать его через веб-сайт регистратора.
Управление DNS-записями
Регистраторы предоставляют клиентам возможность управлять DNS-записями своих доменных имен. Это позволяет настраивать направление трафика, настраивать почтовые серверы, создавать субдомены и выполнять другие настройки.
Продление доменных имен
Доменные имена имеют срок действия и должны периодически продлеваться. Регистраторы уведомляют своих клиентов о необходимости продления и предоставляют инструменты для этой процедуры.
Перенос доменных имен
Клиенты могут переносить свои доменные имена между разными регистраторами. Регистраторы предоставляют процедуры и инструменты для этого.
Защита от кражи и управление безопасностью
Регистраторы предоставляют инструменты для защиты доменных имен от несанкционированной передачи и изменения. Это включает в себя функции, такие как двухфакторная аутентификация и блокировка доменов.
Поддержка клиентов
Регистраторы предоставляют поддержку клиентов, чтобы помочь им разрешать технические проблемы, ответить на вопросы о доменных именах и обеспечить общее обслуживание.
Примеры
Примеры известных регистраторов доменных имен включают такие компании, как GoDaddy, Namecheap, Google Domains, Amazon Route 53 и многие другие. Клиенты могут выбирать регистратора на основе цены, уровня поддержки, доступных функций и других факторов, которые наиболее соответствуют их потребностям.
Утилита dig
Описание
dig (Domain Information Groper) - это командная утилита, предоставляемая в большинстве операционных систем Unix-подобных (включая Linux и macOS), которая используется для выполнения DNS-запросов и анализа DNS-записей. dig позволяет пользователям проверять и получать информацию о доменных именах и их связанных записях в системе DNS. Вот основные возможности и примеры использования dig:
Разрешение доменных имен
dig может быть использован для разрешения доменных имен в IP-адреса и наоборот. Простейший запрос выглядит так:
Эта команда вернет информацию о домене “example.com”, включая его IP-адрес.
Указание DNS-сервера
Вы можете указать конкретный DNS-сервер, к которому будет отправлен запрос, с помощью опции “@”:
В этом примере запрос отправляется к DNS-серверу Google (8.8.8.8).
Запрос конкретного типа записи
dig может выполнять запросы для определенных типов записей DNS. Например, чтобы получить только записи типа MX (для почтовых серверов) для домена, вы можете использовать следующую команду:
Анализ ответов DNS
dig предоставляет подробную информацию о DNS-записях, включая IP-адреса, TTL (время жизни записи), а также информацию о DNS-серверах, участвующих в разрешении запроса.
Обратная DNS-резолюция
dig может использоваться для выполнения обратной DNS-резолюции, переводя IP-адрес обратно в доменное имя. Например:
Эта команда покажет доменное имя, связанное с IP-адресом 8.8.8.8.
Проверка сервера источника (Authoritative Servers)
dig также может использоваться для определения авторитетных DNS-серверов для конкретного доменного имени:
Дополнительные опции и флаги
dig имеет множество опций и флагов, которые позволяют настраивать запросы, изменять формат вывода и многое другое. Вы можете ознакомиться с полной документацией dig, запустив man dig в командной строке.
Утилита whois
Описание
whois - это командная утилита, которая используется для получения информации о доменных именах и IP-адресах, а также о владельцах или регистраторах этих доменов. Утилита whois обращается к общедоступным базам данных регистраторов доменных имен и регулирующих организаций для предоставления информации о домене или IP-адресе. Вот как использовать whois и какие запросы можно выполнять с его помощью:
Запрос информации о домене
Вы можете использовать whois для запроса информации о конкретном доменном имени, например:
Это выведет информацию о домене “example.com”, включая его регистратора, дату регистрации, дату истечения срока действия и другие сведения, если они доступны.
Поиск по IP-адресу
whois также может быть использован для получения информации о владельце IP-адреса:
Это выведет информацию о IP-адресе 8.8.8.8, включая его владельца и информацию о регионах, которым назначен этот IP-адрес.
Поиск по регистратору
Вы можете выполнить поиск доменов, зарегистрированных определенным регистратором. Например:
Это позволяет выполнить запрос к специфическому whois-серверу (в данном случае, к whois.example.com) для получения информации о домене “example.com”.
Получение информации о домене с определенным TLD
Вы можете ограничить поиск информации о домене с определенным доменным зоной (TLD). Например, для поиска всех доменов с TLD .org:
Интерактивный режим
Вы можете запустить whois в интерактивном режиме, чтобы вводить запросы непосредственно в командной строке:
Затем введите доменное имя, IP-адрес или другой запрос, и утилита whois вернет соответствующую информацию.
Утилита nslookup
Описание
nslookup (Name Server Lookup) - это командная утилита, используемая для выполнения DNS-запросов и получения информации о доменных именах и IP-адресах. nslookup позволяет пользователям проверять DNS-записи, выполнять разрешение доменных имен в IP-адреса и наоборот, а также выполнять различные диагностические и отладочные задачи. Вот как использовать nslookup и какие операции можно выполнять с его помощью:
Разрешение доменных имен
Простейшей операцией с nslookup является разрешение доменных имен в IP-адреса. Выполните следующую команду и замените “example.com” на интересующее вас доменное имя:
Утилита nslookup вернет IP-адрес, связанный с доменом “example.com”.
Обратное разрешение IP-адресов
Вы можете выполнить обратное разрешение IP-адреса в доменное имя, указав IP-адрес в командной строке. Например:
nslookup вернет соответствующее доменное имя для IP-адреса 8.8.8.8, если такая информация доступна.
Установление соединения с определенным DNS-сервером
Вы можете использовать опцию -querytype для указания типа DNS-записи, которую хотите запросить, и опцию -server, чтобы указать конкретный DNS-сервер для запроса. Например, чтобы запросить записи MX для “example.com” с использованием DNS-сервера 8.8.8.8, выполните следующую команду:
Выполнение интерактивного DNS-запроса
Вы можете запустить nslookup без аргументов, чтобы войти в интерактивный режим. Затем вы можете вводить различные запросы и получать ответы непосредственно в интерактивной сессии. Например:
Это позволяет вам в интерактивном режиме изменять типы запросов и делать несколько запросов подряд.
Завершение сеанса
Чтобы завершить сеанс nslookup, в интерактивном режиме введите “exit” или используйте сочетание клавиш Ctrl + C в командной строке.
