itmo_conspects

Лекция 12. DNS

DNS (Domain Name System) - технология, позволяющая по доменному имени узнать IP-адрес сервера и наоборот

Домен (или доменное имя) - область пространства имён сети Интернет, которая обозначается уникальным доменным именем, обслуживается набором серверов доменных имён и централизованно администрируется

DNS была описана Полом Мокапетрисом в 1984 году стандартами RFC 882 и RFC 883. Позже выходило множество стандартов, описывающих DNS

DNS использует свой протокол, для передачи пакетов которого используется UDP или TCP и порт сервера 53. Формат DNS-пакет такой:

Идентификатор транзакции, 16 бит
Флаги, 16 бит
- QR (Query Response), 1 бит - запрос (0) или ответ (1)
- OPCODE (OPeration CODE), 4 бита - стандартный запрос (QUERY - 0), обратный запрос (IQUERY, 1) или статус (STATUS, 2)
- AA (Authoritative Answer): 1 bit - авторитетный ли ответ
- TC (TrunCation): 1 bit - индикатор того, что сообщение урезано по длине
- RD (Recursion Desired), 1 бит - запрос клиента на рекурсивный запрос
- RA (Recursion Available), 1 бит - ответ сервера о возможности рекурсивного запроса
- Z (Zero), 1 бит - зарезервировано, 0
- AD (Authentic Data), 1 бит - ответная информация проверена
- CD (Checking Disabled), 1 бит - запрос на отключение проверки информации
- RCODE (Response CODE), 4 бита - нет ошибки (NOERROR - 0), ошибка формата (FORMERR - 1), ошибка сервера (SERVFAIL - 2), несуществующий домен (NXDOMAIN - 3) и другие
Число запросов, 16 бит
Число ответов, 16 бит
Число авторитетных записей, 16 бит
Число дополнительных записей, 16 бит

Далее идут секции запросов, ответов, авторитетных и дополнительных записей

Запросы записываются как “имя запрашиваемого ресурса” + “тип записи” (16 бит) + “код класса” (16 бит)
Записи записываются в формате “имя запрашиваемого ресурса” + “тип записи” (16 бит) + “код класса” (16 бит) + “время жизни” (32 бита) + “длина дополнительных данных в октетах” (16 бит) + “дополнительные данные”

Имена запрашиваемых ресурсов передаются с нуль-терминатором

Формат DNS

Чтобы DNS-клиенту получить запись о IP-адресе, ему нужно обратиться к DNS-серверу. DNS-сервера бывают:

Основными, резервными
Нерекурсивными (или авторитетные) - отдают оригиналы записей, рекурсивные - при запросе спрашивают другие сервера
Кеширующие - хранят ответы на запросы определенное время

Сервера отвечают за зоны - пространства записей, где соотнесены IP-адреса и домена

Сами доменные имена представляют из себя дерево. Это дерево начинается с имени ., которое называют корневым доменом:

Домены

Эта точка в реальной жизни опускается в виду ее очевидности

От него идут домены первого уровня, они бывают национальными (ccTLD, country code Top Level Domain), определенные стандартом ISO 3166, такие как .ru, .su, .рф, и тематические, такие как .com (коммерция), .gov (government, правительство), .net (network, сеть) и другие

Дальше идут домены домены второго уровня, такие как itmo.ru, а за ними третьего, четвертого и так далее.

На весь домен (так называемый FQDN, Fully Qualified Domain Name) действует ограничение в 255 октет, а длина имени между точками должна быть не меньше 63 октет

Помимо этого, существуют зарезервированные имена, такие как example.com, example.org, example.net и другие

Также существует зона обратного просмотра, созданная для разрешения доменного имени по IP-адресу: Z.Y.X.W.in-addr.arpa., где W.X.Y.Z - IPv4-адрес

За корневую зону отвечают корневые сервера. Они управляются ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) и их всего 13:

Имя	IPv4-адрес	IPv6-адрес	Компания	Местоположение
a.root-servers.net	198.41.0.4	2001:503:ba3e::2:30	Verisign Inc.	США
b.root-servers.net	170.247.170.2	2801:1b8:10::b	University of Southern California, Information Sciences Institute	США
c.root-servers.net	192.33.4.12	2001:500:2::c	Cogent Communications	США
d.root-servers.net	199.7.91.13	2001:500:2d::d	University of Maryland	США
e.root-servers.net	192.203.230.10	2001:500:a8::e	NASA (Ames Research Center)	США
f.root-servers.net	192.5.5.241	2001:500:2f::f	Internet Systems Consortium, Inc.	США
g.root-servers.net	192.112.36.4	2001:500:12::d0d	US Department of Defense (NIC)	США
h.root-servers.net	198.97.190.53	2001:500:1::53	US Army (Research Lab)	США
i.root-servers.net	192.36.148.17	2001:7fe::53	Netnod	Швеция
j.root-servers.net	192.58.128.30	2001:503:c27::2:30	Verisign, Inc.	США
k.root-servers.net	193.0.14.129	2001:7fd::1	RIPE NCC	Нидерланды
l.root-servers.net	199.7.83.42	2001:500:9f::42	ICANN	США
m.root-servers.net	202.12.27.33	2001:dc3::35	WIDE Project	Япония

Помимо них, также есть реплики, копирующие записи этих серверов. Данные между репликами синхронизируются с помощью протокола TCP

IP-адреса корневых сервером записаны на каждом устройстве, которые способны разрешать доменные имя. Далее по полученным от них IP-адреса DNS-серверов зон ниже можно рекурсивно определить IP-адрес

На Linux утилита dig позволяет посмотреть DNS-записи. На Windows есть аналог nslookup. Всего существует множество типов записей:

SOA (Start Of Authority) - начальная запись зоны, которая определяет серийный номер, контакты и так далее, пример:
```
  itmo.ru.                7200    IN      SOA     ns.itmo.ru. hostmaster.itmo.ru. 2025052299 3600 1800 86400 3600
```
Здесь:
- TTL - время жизни записи
- IN - класс (то есть INternet)
- SOA - тип записи
- ns.itmo.ru. - первичный DNS-сервер для этой зоны (MNAME)
- hostmaster.itmo.ru. - почтовый адрес администратора, здесь первая неэкранированная точка заменяется на @, получаем hostmaster@itmo.ru (RNAME)
- 2025052299 - серийный номер, здесь обозначена дата 22.05.2025 (SERIAL)
- 3600 - время обновления записи для вторичных серверов (REFRESH)
- 1800 - время, через которое повторяется обновление записи при неполучении ответа от главного сервера (RETRY)
- 86400 - время, через которое сервера прекращают запросы к главному серверу, если тот все еще не ответил (EXPIRE)
- 3600 - минимальное время кэширования для записей без явного TTL (MINIMUM)

A (Address record) - запись IPv4-адреса, пример:

  itmo.ru.                5058    IN      A       51.250.120.146

AAAA (AAAAddress record) - запись IPv6-адреса (четыре A, потому что длина адреса в 4 раз больше)
CNAME (Canonical NAME record) - запись, которая связывает домен с другим доменом, пример:
```
  ftp.itmo.ru.            7183    IN      CNAME   ocean.itmo.ru.
```
Если домены образуют цепь, то CNAME выдаст конечный домен
MX (Mail eXchange) - запись адреса почтового сервера, пример:
```
  itmo.ru.                6444    IN      MX      10 emx.mail.ru.
```
Здесь 10 - приоритет использования, чем он ниже, тем более приоритетный сервер

NS (Name Server) - записи DNS-серверов этой зоны, пример:

  itmo.ru.                7200    IN      NS      ns2.itmo.ru.
  itmo.ru.                7200    IN      NS      ns3.itmo.ru.
  itmo.ru.                7200    IN      NS      ns.itmo.ru.
  itmo.ru.                7200    IN      NS      ns5.itmo.ru.

Здесь у зоны itmo.ru. 4 сервера

PTR (PoinTeR) - запись, которая связывает домен с другим доменом, но в отличии от CNAME выдает следующий домен, а не конечный
SRV (SeRVice locator) - поиск сервисов
TXT (TeXT record) - текстовая запись

Чтобы зарегистрировать свой домен, нужно внести его в централизованную базу данных (реестр) и заплатить регистратору денежку

Такой реестр содержит информацию о зарегистрированных доменных именах, данные администраторов доменов и другую информацию, необходимую для функционирования доменов

Регистратором доменных имен является аккредитованная организация, уполномоченная вносить записи в реестр. Для доменов .ru, .su и .рф аккредитовано 38 регистраторов Координационным центром национального домена сети Интернет

Рекомендуется хостинг и домен заказывать у разных сервисов, чтобы при переезде на другой хостинг не регистрировать домен заново

Далее домен нужно разместить в DNS-сервере домена первого уровня, такой процесс называется делегированием. Делегирование обеспечивает, чтобы при запросе вашего домена DNS-система знала, какие серверы содержат информацию о нем

This site is open source. Improve this page.