Πώς λειτουργεί το DNS;

Το DNS, ή Σύστημα Ονομάτων Τομέα, είναι μια κατανεμημένη βάση δεδομένων που μετατρέπει ανθρώπινα αναγνώσιμα ονόματα τομέα (π.χ., google.com) σε διευθύνσεις IP (π.χ., 172.217.16.14), κατανοητές από τους υπολογιστές.

Η διαδικασία μετατροπής (επίλυσης) ενός ονόματος τομέα σε διεύθυνση IP περιλαμβάνει αρκετά βήματα αλληλεπίδρασης μεταξύ διαφόρων συστατικών:

1. Αίτημα χρήστη: Ο χρήστης εισάγει ένα όνομα τομέα στον περιηγητή.
2. Επίλυση DNS: Το λειτουργικό σύστημα ή η εφαρμογή στέλνει ένα αίτημα σε έναν τοπικό resolver DNS (συνήθως παρέχεται από τον πάροχο υπηρεσιών διαδικτύου ή βρίσκεται στον τοπικό δρομολογητή/υπολογιστή).
3. Cache resolver: Ο resolver ελέγχει πρώτα την τοπική cache του. Αν βρει τη διεύθυνση IP, την επιστρέφει στον πελάτη. Αυτό επιταχύνει τη διαδικασία.
4. Κύριοι DNS διακομιστές (Root): Αν δεν υπάρχει καταχώριση στην cache, ο resolver στέλνει ένα αίτημα σε έναν από τους 13 διακομιστές DNS ρίζας (σημειώνονται με ένα σημείο .). Αυτοί οι διακομιστές γνωρίζουν πού να βρουν τους διακομιστές TLD (Top-Level Domain).
5. TLD DNS διακομιστές: Ο διακομιστής ρίζας κατευθύνει τον resolver στον διακομιστή TLD που είναι υπεύθυνος για το ανώτατο επίπεδο τομέα (π.χ., .com, .org, .ru).
6. Αυθεντικοί DNS διακομιστές: Ο διακομιστής TLD κατευθύνει τον resolver στον αυθεντικό DNS διακομιστή για τον συγκεκριμένο τομέα (π.χ., google.com). Αυτός ο διακομιστής αποθηκεύει τις εγγραφές DNS για αυτόν τον τομέα.
7. Απάντηση από τον αυθεντικό διακομιστή: Ο αυθεντικός διακομιστής βρίσκει την αντίστοιχη εγγραφή (π.χ., εγγραφή A για IPv4 ή AAAA για IPv6) και επιστρέφει τη διεύθυνση IP στον resolver.
8. Cache resolver: Ο resolver λαμβάνει τη διεύθυνση IP, την αποθηκεύει στην cache για μια ορισμένη χρονική περίοδο (TTL - Time To Live) και την επιστρέφει στον πελάτη.
9. Σύνδεση πελάτη: Ο πελάτης χρησιμοποιεί τη ληφθείσα διεύθυνση IP για να δημιουργήσει σύνδεση με τον web server.

Οι διακομιστές DNS αποθηκεύουν διάφορους τύπους εγγραφών:

• A: Μετατρέπει ένα όνομα τομέα σε μια διεύθυνση IPv4.
• AAAA: Μετατρέπει ένα όνομα τομέα σε μια διεύθυνση IPv6.
• CNAME: Δημιουργεί ένα ψευδώνυμο για ένα άλλο όνομα τομέα.
• MX: Καθορίζει τους διακομιστές email που είναι υπεύθυνοι για τον τομέα.
• NS: Υποδεικνύει τους αυθεντικούς DNS διακομιστές για τον τομέα.
• PTR: Μετατρέπει μια διεύθυνση IP σε ένα όνομα τομέα (χρησιμοποιείται σε αντίστροφες ερωτήσεις DNS).

# Παράδειγμα ερώτησης DNS με dig
dig google.com A

; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> google.com A
;; επιλογές παγκόσμιες: +cmd
;; Απάντηση:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, κατάσταση: NOERROR, id: 42650
;; σημαίες: qr rd ra; ΕΡΩΤΗΣΗ: 1, ΑΠΑΝΤΗΣΗ: 1, ΑΥΘΕΝΤΙΚΟΤΗΤΑ: 0, ΠΡΟΣΘΕΤΑ: 1

;; ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ PSEUDO-SECTION:
; EDNS: έκδοση: 0, σημαίες:; udp: 65494
;; ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΩΤΗΣΗΣ:
;google.com.                    IN      A

;; ΕΝΟΤΗΤΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ:
google.com.             300     IN      A       172.217.16.142

;; Χρόνος ερωτήματος: 42 ms
;; SERVER: 127.0.0.53#53(127.0.0.53)
;; ΠΟΤΕ: Τρί Οκτ 26 10:00:00 UTC 2023
;; ΜΕΓΕΘΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ: 55

Αυτή η κατανεμημένη και ιεραρχική προσέγγιση καθιστά το DNS ένα σύστημα που μπορεί να κλιμακωθεί και να αντέξει σε αποτυχίες.