DNS (Domain Name System)
What? Why?
사용자에게 친숙한 도메인 이름을 컴퓨터가 네트워크에서 서로를 식별하는 데 사용하는 인터넷 프로토콜(IP) 주소로 변환하는것
초기 인터넷에서는 각 컴퓨터의 이름과 IP 주소를 호스트 파일이라는 단일 파일에 저장하여 관리했다. 이 방식은 소규모 네트워크에서는 효과적이었지만, 인터넷이 급격히 성장하면서 수많은 도메인과 IP 주소를 관리하는 것이 비효율적이고 불가능해졌다. 이를 해결하기 위해 DNS가 개발되었는데 분산형 계층 구조를 통해 도메인 이름을 효율적으로 관리하고, 사용자가 웹사이트에 쉽게 접근할 수 있도록 도와준다.
요약하면 아래와 같다.
- 확장성: 수많은 도메인과 IP 주소를 효율적으로 관리
- 편의성: 사람이 이해하기 쉬운 도메인 이름을 사용하여 웹사이트에 접근
- 분산 관리: 전 세계적으로 분산된 서버를 통해 빠르고 안정적인 이름 해석을 제공
주요 DNS 목록
DNS 서버 유형
사용자 검색을 IP 주소로 변환하는 과정에는 네 가지 유형의 DNS 서버가 관여한다.
1. 재귀 DNS 서버 (Recursive Resolver, Local DNS)
: 사용자의 DNS 쿼리를 처음으로 받아 처리하는 서버
- 캐시된 데이터를 이용해 빠르게 응답하거나, 캐시가 없을 경우 다른 DNS 서버에 질의
- 응답 받은 데이터를 캐시에 저장하여 향후 검색 속도 향상
번역된 내용에서 재귀 확인자 또는 재귀적 리졸버라고 직역해서 나오는데 같은거라고 보면 됩니다.
2. 루트 네임 서버
: 재귀 DNS 서버가 캐시된 데이터가 없을 때 질의를 전달하는 최상위 서버
- 최상위 도메인(TLD) 이름 서버의 위치 정보를 제공
- ICANN이 운영하는 13개의 주요 루트 서버가 존재
3. 최상위 도메인(TLD) 네임 서버
: 특정 최상위 도메인(.com, .org, .net 등)에 대한 정보를 관리
- 해당 도메인 확장자에 맞는 권한 있는 이름 서버로 질의를 전달
4. 권한 있는 네임 서버 (Authoritative Name Server)
: 특정 도메인에 대한 최종 DNS 응답을 제공하는 서버
- 도메인 이름과 관련된 DNS 레코드를 저장 및 제공
- 올바른 IP 주소를 재귀 DNS 서버에 반환하거나, 정보가 없을 경우 오류 메시지 전달
DNS 조회 과정
위 그림은 example.com을 입력했을 때 DNS를 조회하는 단계를 나타낸 것이다.
- 1. 사용자 요청
- 사용자가 웹 브라우저에
example.com을 입력하면 DNS Resolver에 전달된다. - 2. DNS Resolver 요청
- 사용자의 DNS 요청을 처리하는 중간 서버로, 수신된 쿼리를 루트 서버에 전달한다.
- 3. 캐시 확인
- 캐시를 확인 후
example.com의 IP 주소가 있는지 확인한다. 캐시가 있으면 사용자에게 반환하고 과정이 종료되며, 캐시가 없다면 다음 단계를 진행한다. - 4. 루트 서버 조회
- 캐시에 IP 주소가 없으므로 Resolver는 루트 서버에 쿼리를 보내고, 루트 서버는 .com TLD 서버의 주소를 반환한다.
- 5. TLD 서버 조회
- Resolver는 전달 받은 TLD 서버 주소를 보내고, 요청된 도메인의 권한 있는 네임 서버 주소를 반환한다.
- 6-7. 권한 있는 네임 서버 조회
- Resolver는 전달 받은 권한 있는 네임 서버 주소를 보내고, 최종적으로 요청된 도메인에 대한 정확한 IP 주소를 반환한다.
- 8. IP 주소 반환 및 캐싱
- 사용자한테 전달 받은 IP 주소를 반환하고 이 IP 주소를 자체 캐시에 저장하여 향후 동일한 도메인에 대한 요청 시 빠르게 응답할 수 있도록 한다.
- 9. HTTP 요청 및 응답
- 브라우저는 해당 IP 주소로 HTTP 요청을 보낸다.
- 10. 웹 페이지 반환
- 해당 IP의 서버가 브라우저에서 렌더링할 웹 페이지를 반환한다.
재귀 쿼리 (Recursive Query)
: DNS 클라이언트가 DNS 서버에 모든 필요한 조회를 수행하여 최종적인 응답을 반환하도록 요청한다. 클라이언트는 하나의 요청만 보내며, DNS 서버가 필요한 모든 조회를 수행한다.
반복 쿼리 (Iterative Query)
: DNS 클라이언트가 DNS 서버에 직접적으로 답변할 수 없는 경우, 다른 DNS 서버의 주소를 반환하도록 요청한다. 클라이언트는 반환된 주소로 다시 조회를 수행한다.
관련 내용이 너무 많아서 레코드, 캐시, 보안 등은 다음 포스트에서 이어집니다.
자료 출처
IBM
위키백과
Cloudflare
ChatGPT
추가 질문
기본 DNS는 무엇인지? 아래 process의 재귀 DNS ip인가?
기본 DNS는 사용자가 별도로 설정하지 않았을 때 자동으로 할당되는 DNS 서버이다.
일반적으로 인터넷 서비스 제공업체(ISP)가 고객에게 기본 DNS 서버 주소를 제공하며, 컴퓨터는 이 기본 DNS 서버를 통해 도메인 이름을 해석한다.
DNS의 운영주체는 왜 나누어져 있는가? 운영주체가 각각의 DNS라면 내가 naver.com을 가고싶을때 어떤 운영주체의 DNS로 이동하는가?
도메인은 DNS Resolver(= 기본 DNS or ISP 등)를 거치게 된다. 여기에 naver.com에 대한 IP 주소가 있으면 바로 사용자한테 반환하고, 주소가 없으면 그 다음 단계를 따른다.
보조 DNS는 의도가 무엇인가?
기본 DNS를 보조하는 DNS 서버이다. 기본 DNS와 트래픽을 분산하여 처리할 수도 있고, 기본 DNS에 문제가 생겼을 때 대체 서버 역할을 하기도 한다.