Domain Name System (DNS)

Система доменных имен или DNS — базовая технология современной всемирной сети. Она основана на иерархическом именовании устройств, служб и ресурсов.

Впервые спецификация доменных имен была описана в 1983 году Джоном Постелом и Полом Мокапетрисом. Они разработали особую структуру идентификации хостов, содержащую имя и категорию.

Через год была представлена классификация gTLD, которая содержала описание основных доменов — .com, .org, .edu и других.

Как используется DNS

Любой сайт, доступный в глобальной сети, располагается на определенном физическом устройстве. Чтобы идентифицировать такое устройство в сети, ему назначается IP-адрес — идентификатор вида XXX.XXX.XXX.XXX.

Для открытия определенного сайта необходимо узнать IP-адрес девайса, на котором тот расположен.

Пользователи каждый день работают с множеством сайтов, и очень сложно запомнить IP-адреса стольких устройств. Поэтому, чтобы проще было работать, используется система доменных имен.

Основной алгоритм

Любому IP-адресу назначается домен — простое и понятное имя. После ввода доменного имени в браузер:

1. Этот запрос переадресуется на DNS-сервер.
2. DNS-сервер анализирует доменное имя и трансформирует его в IP-адрес.
3. По IP-адресу устройство ищется во всемирной паутине.
4. Если оно найдено, запрос обрабатывается и возвращается ответ. В итоге пользователь видит запрошенный сайт.
5. Если не удалось определить IP-адрес устройства, пользователь получает сообщение об ошибке.

DNS-сервер

Система доменных имен работает в результате взаимодействия DNS-серверов.

DNS-сервер — устройство, на котором хранится специальная база соотношений IP-адресов и имен доменов.

Чтобы записать данные в систему DNS, добавляются ресурсные записи. Главные из них — это записи A, CNAME, MX, TXT и SPF.

• A — самая главная ресурсная запись сервера DNS. Устанавливает соответствие имени сайта IP-адресу и обозначает адрес.

  К сайту не получится обратиться с помощью доменного имени, если запись типа A не задана.

  Пример

  Name	Type	Value
  yandex.ru	A	000.000.000.000
  cloud.yandex.ru	A	000.000.000.000

• CNAME — определяет привязку поддоменов к основному имени. Например, www.yandex.ru к yandex.ru.

  Пример

  Name	Type	Value
  www.yandex.ru	CNAME	yandex.ru

  В примере, если для поддомена www.yandex.ru будет прописано CNAME и указано значение yandex.ru, то www.yandex.ru будет открываться с того же IP-адреса, что и www.yandex.ru.

• MX — отвечает за работу почтового сервера. С помощью таких записей отправляющая сторона узнает, на какой сервер отправить почту для указанного домена.

  Пример

  Name	Type	Priority	Value
  yandex.ru	MX	10	mail1.yandex.ru
  yandex.ru	MX	20	mail2.yandex.ru

  Здесь mail1.yandex.ru и mail2.yandex.ru — сервера для отправки, обработки и принятия электронной почты.

  Можно задать и использовать несколько почтовых серверов. Когда приоритетный недоступен, почта будет отправлена на другой, следующего приоритета.

  На какой именно сервер будет отправлено письмо первым указывает выставленный приоритет. В примере столбец Priority. Приоритет одного сервера выше, чем у другого, если у него указано меньшее число.

  Если приоритеты равны, почтовый сервер определяется произвольно.

• TXT — хранит текстовые данные о домене. Пример: подтверждение сертификатов безопасности.

• NS — устанавливает компетентные DNS-серверы для текущего домена. Показана как последовательность меток.

• SPF — хранит список различных серверов, для которых можно отправлять почту от имени прописанного домена.

Как работают DNS-сервера

В вебе множество DNS-серверов, и любой из них исполняет положенный функционал в глобальной системе.

Этап 1

Если пользователь ввел в браузер адрес сайта, допустим yandex.ru, предварительно браузер выполняет поиск файла соответствий на компьютере пользователя. Этот файл называется hosts. В нем указываются локальные соответствия домена IP-адресу. Такое возможно, если на компьютере пользователя развернут веб-сервер.

Допустим введенный адрес нашелся в hosts — сайт загрузится сразу. Иначе браузер сконфигурирует и отошлет DNS-запрос к серверам провайдера интернета, чтобы найти IP-адрес домена.

Этап 2

Любой интернет-провайдер настраивает на своем сетевом оборудовании локальные кеширующие DNS-серверы. Далее сервер DNS ищет в кеше записи о соответствии домена IP-адресу.

Запись нашлась — браузер примет IP-адрес, по которому по специальным протоколам будет найдено физическое устройство. Пользователю откроется нужная страница. Если запись не найдена — сервер провайдера перекинет запрос на корневые DNS-серверы.

Этап 3

Корневые DNS-серверы помнят информацию о DNS-серверах заданной доменной зоны и посылают им на проверку доменное имя. В нашем случае доменная зона — .ru.

Этап 4

DNS-серверы .ru-зоны хранят данные DNS-серверов всех доменов своей зоны. На DNS-сервере адресата можно получить IP-адрес введенного домена yandex.ru.

Сервер провайдера принимает IP-адрес домена, фиксирует его у себя в кеше и отправляет браузеру ответ.

Какие есть типы DNS-серверов

• Авторитативные — располагаются на низшей ступени иерархии, хранят ресурсные записи и стремятся вернуть IP-адреса.

• TLD-серверы — хранят домены верхнего уровня некоторого хоста.

• Корневые — находятся на самом верхнем уровне древовидной системы доменных имен. Количество таких серверов — 13. Они анализируют запросы на информацию о доменах верхнего уровня и контролируются аккредитованными ICANN организациями.

  Если DNS-сервер не может преобразовать запрос, он направляется на корневой, который, в свою очередь, перенаправляет его по иерархии ниже на TLD-сервера.

Типы DNS-запросов

DNS-запросы — это запросы от одного сервера к другому.

Существует следующие DNS-запросы:

• Итеративные — отправляются, если резолвер не способен вернуть ответ из-за того, что он не закеширован.

• Рекурсивные — первоначальные запросы поиска DNS. Их делают пользователи к резолверу. Резолвер — это специальный механизм, преобразующий имена хостов в IP-адреса. Чаще всего рекурсивные запросы отправляются провайдеру интернета.

• Нерекурсивные — запросы к резолверу, который немедленно возвращает результат. Резолвер возвращает результат сразу, если запросы сразу попадают на авторитарный сервер или в локальном DNS-сервере закеширован требующийся IP-адрес.

Управление Cloud DNS

Yandex Cloud DNS предоставляет управление зонами DNS и доменными именами ресурсов из консоли Yandex Cloud и с помощью интерфейсов API, CLI и Terraform.

1. Создайте зоны DNS, где будут храниться ресурсные записи, связывающие IP-адреса ваших виртуальных машин с их доменными именами. Можно создать внутреннюю DNS-зону и публичную DNS-зону.

2. Добавьте ресурсные записи и управляйте доступом.

3. Чтобы предоставить сотруднику вашей компании доступ к Cloud DNS, настройте соответствующие роли для их аккаунтов на Яндексе, сервисных аккаунтов или системной группе. Как назначить роли см. Назначение роли.