Domēna nosaukumu sistēma (DNS): kā vietnes nosaukumi tiek pārvērsti IP adresēs

Domēna nosaukumu sistēma (DNS) ir sistēma, ko izmanto, lai pārveidotu datora resursvietas nosaukumu par IP adresi internetā. Piemēram, ja datoram nepieciešams sazināties ar tīmekļa serveri example.net, datoram ir nepieciešama tīmekļa servera example.net IP adrese. DNS uzdevums ir pārveidot resursvietas nosaukumu par tīmekļa servera IP adresi. To dažkārt dēvē par interneta telefona grāmatu, jo tā pārveido cilvēkiem zināmu tīmekļa vietnes nosaukumu par numuru, ko faktiski izmanto internetā.

DNS ir definēts komentāru pieprasījuma (RFC) dokumentos. Tie ir tehniski dokumenti par datortīkliem. DNS galvenokārt ir definēts RFC 1034 un RFC 1035. Ir vēl citi RFC, kuros definētas sistēmas izmaiņas.

Kā darbojas DNS — soli pa solim

Klienta pieprasījums: lietotāja pārlūkprogramma vai cita programma pieprasa domēna nosaukuma IP adresi.
Rekurzīvais rezolvētājs: pieprasījums visbiežāk tiek nosūtīts uz rekurzīvo DNS rezolvētāju (parasti to nodrošina interneta pakalpojumu sniedzējs vai publisks rezolvētājs). Rezolvētājs meklē atbildi savā kešā vai sāk pieprasījumu virkni, ja atbildes nav.
Saknes serveri: rezolvētājs var vērsties pie saknes (root) serveriem, kas norāda uz atbilstošajām TLD (augstākā līmeņa domēnu) serveriem, piemēram, .com, .net, .lv u.c.
TLD serveri: TLD serveri norāda uz attiecīgā domēna autoritatīvajiem vārdu serveriem.
Autoritatīvais serveris: šis serveris satur faktiskos DNS ierakstus (piem., A vai AAAA ierakstus) un atgriež IP adresi rezolvētājam.
Atgriešana klientam: rekurzīvais rezolvētājs nosūta iegūto IP adresi atpakaļ klientam, kas to izmanto savienojumam ar galamērķa serveri.

DNS ierakstu tipi (biežākie)

A — saista domēnu ar IPv4 adresi.
AAAA — saista domēnu ar IPv6 adresi.
CNAME — kanoniskais vārds; norāda, ka viens domēna vārds ir domēna aizstājvārds.
MX — norāda, kuri serveri apkalpo e-pastu domēnam.
NS — norāda autoritatīvos vārdu serverus domēnam.
TXT — satur brīva teksta informāciju, bieži izmanto SPF, DKIM un citu autentifikācijas informāciju.
PTR — reverse DNS ieraksts, kas pārvērš IP adresi atpakaļ par nosaukumu (bieži izmanto e-pasta serveriem).
SOA — Start of Authority; satur administratora informāciju un kontroli par DNS zonu.

Kešēšana un TTL

DNS ierakstiem ir TTL (time-to-live) vērtība, kas nosaka, cik ilgi rekurzīvie rezolvētāji un klienti drīkst kešot atbildes. Kešēšana samazina interneta trafiku un paātrina izšķiršanu, taču mainot ierakstus, jauna informācija var neatspoguļoties, kamēr beidzas iepriekšējā TTL perioda kešā.

Drošība un DNSSEC

DNS pats par sevi bija izstrādāts pirms daudziem drošības izaicinājumiem, tāpēc pastāv riski kā cache poisoning (keša piesārņošana) vai viltotu atbilžu ievadīšana. Lai to samazinātu, izveidots DNSSEC — DNS drošības paplašinājumi, kas pievieno kriptogrāfiskus parakstus, ļaujot pārbaudīt, vai DNS atbilde nav mainīta. Tomēr DNSSEC neaizsargā pret visiem draudiem (piem., privātums) un prasa pareizu konfigurāciju.

Privātuma palielināšanai tiek izmantotas tehnoloģijas kā DNS-over-HTTPS (DoH) un DNS-over-TLS (DoT), kas šifrē DNS pieprasījumus, novēršot to, ka citi tīklā var redzēt, kādus domēnus apmeklējat.

Praktiskas lietas un rīki

Rīki diagnostikai: nslookup, dig, host — palīdz pārbaudīt DNS ierakstus un atrisināšanas ceļus.
Vietējais hosts fails operētājsistēmā var pārrakstīt DNS izšķiršanu lokāli (izmanto testēšanai vai bloķēšanai).
Publiskie DNS rezolvētāji: Google (8.8.8.8, 8.8.4.4), Cloudflare (1.1.1.1, 1.0.0.1), Quad9 (9.9.9.9) — bieži ātrāki vai drošāki nekā noklusējuma ISP rezolvētāji.
Ja maināt domēna ierakstus (piem., pārvietojat vietni uz citu serveri), atcerieties, ka izmaiņu izplatīšanās var prasīt laiku (atkarībā no TTL).

Biežāk sastopamās problēmas

Nepareizi NS ieraksti vai autoritatīvā servera kļūmes — domēns nav sasniedzams.
Spēcīgi TTL iestatījumi — pārāk ilgs TTL var kavēt izmaiņu izplatīšanos, pārāk īss TTL var palielināt trafiku.
DNS kešēšanas kļūmes — novecojušas atbildes klienta vai rezolvētāja kešā.
Drošības incidenti — DNS uzbrukumi vai konfigurācijas kļūdas, kas var novest pie pāradresācijas uz ļaunprātīgām vietnēm.

Secinājums

DNS ir viens no interneta pamatelementiem: tā pārvērš cilvēkiem saprotamus vietņu nosaukumus par IP adresēm, ko izmanto tīkla ierīces. Sapratne par DNS darbību, ierakstu tipiem, kešēšanu un drošības mehānismiem (piem., DNSSEC, DoH) palīdz efektīvāk pārvaldīt tīklus, risināt problēmas un uzlabot drošību. Lai veiktu pārbaudes vai labotu problēmas, izmanto diagnostikas rīkus kā dig vai nslookup, kā arī pārbaudi DNS konfigurācijas pie domēna reģistrātora un hostinga pakalpojumu sniedzēja.

Struktūra

Domēna vārds sastāv no vienas vai vairākām daļām jeb apzīmējumiem, kas ir savienoti un atdalīti ar punktiem, piemēram, www.example.com.

Labajā pusē redzamais marķējums ir augstākā līmeņa domēns jeb TLD. Piemēram, www.example.com augstākā līmeņa domēns ir com.
Nākamais ir TLD apakšnodaļa (vai apakšdomēna, kā tas ir pareizais vārds). Piemēram, example.com tas ir example.
Visattālāk pa kreisi ir www, kas ir piemēra apakšdomēna. www nozīmē, ka vietne ir daļa no globālā tīmekļa (kas NAV tas pats, kas internets).
Katrā etiķetē var būt 63 burti/skaitļi (rakstzīmes), un domēna nosaukumā nevar būt vairāk par 253 rakstzīmēm.

Meklēšanas process

Iedomāsimies, ka datoram ar nosaukumu PC1 nepieciešams izveidot savienojumu ar serveri ar nosaukumu Server1. Tālāk aprakstīts DNS meklēšanas pamatprocess.

PC1 nosūta DNS vaicājumu DNS serverim. Šajā vaicājumā tiek pieprasīta servera Server1 IP adrese.
DNS serveris nosūta DNS atbildi uz datoru PC1, kurā ir servera Server1 IP adrese.
Tagad PC1 var nosūtīt IP paketi uz IP adresi, ko izmanto Serveris1.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir domēna vārdu sistēma (DNS)?

A: Domēna nosaukumu sistēma (DNS) ir sistēma, ko izmanto, lai datora hostvietas nosaukumu pārvērstu IP adresē internetā.

J: Kāpēc DNS ir svarīga?

A: DNS ir svarīga, jo tā pārveido cilvēkiem zināmu tīmekļa vietnes nosaukumu par numuru, ko faktiski izmanto internetā.

J: Kāds ir DNS uzdevums?

A: DNS uzdevums ir pārveidot resursvietas nosaukumu tīmekļa servera IP adresē.

J: Kas ir RFC DNS?

A: RFC ir komentāru pieprasījums, kas ir tehniski dokumenti par datortīkliem.

J: Kādi dokumenti definē DNS?

A.: DNS galvenokārt ir definēts RFC 1034 un RFC 1035.

J: Vai ir vēl kādi vēlāki RFC par izmaiņām DNS sistēmā?

A: Jā, ir vēlāki RFC, kuros definētas DNS sistēmas izmaiņas.

J: Kā dažkārt sauc DNS?

A.: DNS dažkārt dēvē par interneta tālruņu grāmatu.