DNS: Domain Name System
사람들은 여러 식별자를 가지고 있다: SSN(사회보장번호), 이름, 여권 번호 등이 있다. 인터넷 호스트와 라우터는 다음과 같은 식별자들이 있다: 32비트의 IP 주소 - 데이터그램을 주소 지정하는데 사용된다. "이름", 예를 들면 www.yahoo.com - 사람들에게 읽기 쉬운 형태로 사용된다. 질문: IP 주소와 이름 간의 매핑, 그리고 그 반대의 경우에는 어떻게 할 수 있을까?
- 도메인 이름 시스템: 계층적인 많은 네임 서버 에 구현된 분산 데이터베이스
- 응용 계층 프로토콜: 호스트와 네임 서버가 이름을 확인하여 주소/이름 변환을 한다.
- 참고: 핵심 인터넷 기능이며, 응용 계층 프로토콜로 구현되어 있다.
- 네트워크의 "가장자리"에서 복잡성이 발생한다.
- 전송계층 : UDP사용 (불필요한 데이터 최소화, 트래픽 감소)
DNS 서비스, 구조
- DNS 서비스
- 호스트 이름을 IP 주소로 변환
- 호스트 별칭
- 정식 이름과 별칭 이름(alias)
- 메일 서버 IP찾기 (메일 서버도 IP기 때문에 DNS에서 검색)
- 부하 분산
- 복제된 웹 서버: 여러 IP 주소가 하나의 이름에 해당하는 이유
- DNS를 중앙집중화하지 않는 이유
- 하나가 마비되면 시스템 전체가 마비
- 트래픽 부하
- 유지 보수의 어려움(확장 불가)
DNS : 분산, 구조적 데이터베이스
클라이언트가 www.amazon.com의 IP 주소를 찾는 과정:
- 클라이언트는 루트 서버에 쿼리를 보내 com 도메인의 DNS 서버를 찾는다.
- 클라이언트는 .com 도메인의 DNS 서버에 쿼리를 보내 amazon.com 도메인의 DNS 서버를 찾는다.
- 클라이언트는 amazon.com 도메인의 DNS 서버에 쿼리를 보내 www.amazon.com의 IP 주소를 찾는다
DNS : root name servers
- 로컬 네임 서버가 이름(도메인 네임)을 해석할 수 없는 경우 ICANN이 관리하는 root name server에게 요청
- root name server는 권한 있는 네임 서버로 부터 매핑정보를 받아와 로컬 네임 서버에 전달
TLD, Authoritative Server
- 최상위 도메인 (Top-Level Domain, TLD) 서버: com, org, net, edu, aero, jobs, museums 등의 최상위 도메인 및 국가 코드 최상위 도메인 (ccTLD)인 uk, fr, ca, jp 등의 도메인에 대한 책임을 지는 서버
- 예시: Network Solutions은 .com TLD 서버를 관리하고, Educause는 .edu TLD 서버를 관리
- 권한 있는 DNS 서버 (Authoritative DNS Server): 조직이나 서비스 제공자에 의해 유지되는 도메인의 고유한 호스트명과 IP 주소의 매핑 정보를 제공하는 서버
- 조직이나 서비스 제공자가 직접 유지하거나 위탁하여 운영
- 예시: ns1.example.com, ns2.example.com
Local DNS Name Server
- 계층 구조에 엄격하게 속하지 않음
- 각 ISP (가정용 ISP, 회사, 대학 등)마다 하나씩 존재
- "기본 네임 서버"로도 불림
- 호스트가 DNS 쿼리를 생성하면, 해당 호스트의 로컬 DNS 서버로 쿼리가 전송됨
- 최근 이름-주소 변환 쌍의 로컬 캐시를 가지고 있음 (하지만 오래된 정보일 수 있음)
- 프록시처럼 동작하여 계층 구조로 쿼리를 전달함(프록시와 유사하지만 다른개념)
DNS 이름 해석 예시
Iterated Query
- “저희 부서 아니에요, 여기로 가세요”
- 상위 DNS서버가 하위 DNS서버의 주소를 알려주는 것을 반복, 권한있는 DNS서버가 최종적으로 로컬 DNS 서버에 주소 전송
- 로컬 DNS 서버에 부하가 많이 걸림.
Recursive Query
- root DNS 서버에 요청후, TLD 서버, 권한있는 DNS 서버 순으로 요청이 보내져 최종적으로 로컬 DNS가 주소를 받는 방식
- root DNS 서버에 부하가 많이 걸림.
DNS : 캐싱, updating records
- 한 번 특정 네임 서버가 매핑 정보를 학습하면, 해당 정보를 캐시에 저장
- 캐시된 항목들은 일정 시간**(TTL:Time To Live)**이 지난 후에 자동으로 삭제
- 최상위 도메인(TLD) 서버는 일반적으로 로컬 네임 서버에 캐시되어 있어서 루트 네임 서버를 자주 방문하지 않습니다.
- 캐시된 항목들은 최신 정보와 다를 수 있음(TTL이 유효한 동안 최신 정보가 갱신되면)
- 호스트의 IP 주소가 변경되면, 모든 TTL이 만료될 때까지 인터넷 전체에 변경 사항이 알려지지 않을 수 있음
- 업데이트/알림 메커니즘은 IETF 표준, RFC 2136
DNS records
| 도메인 이름 | TTL | 레코드 유형 | 데이터 값 |
|---|---|---|---|
| example.com | 3600 | A | 192.168.1.1 |
| example.com | 3600 | MX | mail.example.com |
| example.com | 86400 | NS | ns1.example.com |
| example.com | 86400 | NS | ns2.example.com |
| mail.example.com | 3600 | A | 192.168.1.2 |
| http://www.example.com/ | 3600 | CNAME | example.com |
위의 표에서 각 컬럼은 다음과 같은 정보를 나타냄:
- 도메인 이름: 레코드가 적용될 도메인 이름
- TTL (Time To Live): 레코드가 캐시될 수 있는 시간 (초 단위)
- 레코드 유형: DNS 레코드의 종류 (A, MX, NS, CNAME, TXT 등)
- 각 도메인이름-데이터 값
- A : 호스트 네임-실제 IP
- NS : 호스트 네임-권한있는 네임 서버
- CNAME : 별명-우회할 도메인
- MX : 메일 도메인-메일 서버
- 데이터 값: 해당 레코드의 데이터 값 (도메인 이름, IP 주소, 텍스트 등)
DNS Protocol
DNS 레코드 등록
예시: 새로운 스타트업 "Network Utopia"
- DNS 등록 업체 (예: Network Solutions)에서 도메인 이름 networkutopia.com을 등록합니다.
- authoritative name server (primary와 secondary)의 이름과 IP 주소를 제공합니다.
- 등록 업체는 .com 최상위 도메인 (TLD) 서버에 두 개의 RRs(Resource Records)를 삽입합니다.
- (networkutopia.com, dns1.networkutopia.com, NS)
- (dns1.networkutopia.com, 212.212.212.1, A)
- www.networkutopia.com에 대한 authoritative 서버에서 A 타입 레코드를 생성합니다.
- networkutopia.com에 대한 authoritative 서버에서 MX 타입 레코드를 생성합니다.