DNS

Определение и назначение DNS

Domain Name System — это распределенная система, преобразующая удобочитаемые доменные имена (например, google.com, wikipedia.org) в IP-адреса, которые используются компьютерами для обмена данными в интернете.

Иными словами, Domain Name System — это «телефонная книга интернета». Когда пользователь вводит адрес сайта в браузере, DNS выполняет перевод доменного имени в числовой формат, понятный сетевому оборудованию. Без DNS пользователю пришлось бы вводить в строку браузера IP-адреса вроде 142.250.150.78, что делает навигацию по интернету неудобной, непрактичной.

Роль Domain Name System фундаментальна:

• обеспечивает работу всех веб-сайтов;
• поддерживает маршрутизацию интернет-трафика;
• позволяет использовать доменные имена для почты, API, мобильных приложений;
• создает уровень абстракции между пользователем, инфраструктурой сети;
• обеспечивает автономность разных зон, доменов.

DNS — основа всей структуры интернета, позволяющая миллиардам пользователей ежедневно обращаться к миллионам ресурсов.

История и развитие технологии DNS

Эпоха hosts-файлов

До 1983 года перевод доменных имён в IP-адреса выполнялся вручную через файл hosts.txt, который распространялся между всеми участниками ARPANET. Файл содержал список доменных имён, соответствующих им адресов.

Однако с ростом сети он становился всё больше, обновлять его вручную стало невозможно, а распространение файла вызывало задержки, ошибки.

Создание системы DNS

В 1983 году Пол Мокапетрис (Paul Mockapetris) разработал DNS — распределенную систему, которая:

• не зависит от одного файла;
• автоматически распределяет ответственность за зоны;
• масштабируется до мирового уровня;
• позволяет расширять домены, добавлять субдомены.

Стандарты DNS были описаны в RFC 882, RFC 883 (впоследствии заменены RFC 1034, RFC 1035).

Эволюция и современные расширения

Со временем DNS получил новые возможности:

• дополнительные типы записей (SRV, TXT, SPF, CAA);
• механизмы безопасности (DNSSEC);
• способы защиты трафика (DoH, DoT);
• переработанные алгоритмы кэширования;
• поддержку IPv6 (AAAA-записи);
• динамический DNS (DDNS).

Несмотря на возраст технологии, DNS остаётся актуальным благодаря своей гибкости и распределенной архитектуре.

Принцип работы DNS

Работа DNS разделяется на несколько компонентов, этапов. Рассмотрим процесс подробно.

Кэширование

Кэширование — фундаментальная часть DNS. Каждый сервер и устройство сохраняет результаты запросов на время, определяемое параметром TTL (Time To Live).

Это позволяет:

• ускорить доступ к сайтам,
• снизить нагрузку на инфраструктуру,
• уменьшить количество внешних DNS-запросов.

Кэширование происходит на:

• браузере;
• операционной системе;
• локальном DNS-провайдере (резолвере);
• рекурсивных DNS-серверах.

Рекурсивный резолвер

Рекурсивный DNS-сервер — это сервер провайдера или сторонней DNS-службы (Cloudflare, Google DNS), который выполняет полный цикл поиска IP-адреса.

Он делает последовательные запросы:

1. корневому DNS-серверу;
2. серверу домена верхнего уровня (TLD);
3. авторитативному серверу домена.

Рекурсивный сервер получает ответ, кэширует его, возвращает клиенту.

Авторитативный сервер

Авторитативные DNS-серверы хранят оригинальные записи зоны, дают окончательный ответ о том, куда указывает домен.

Если рекурсивный сервер не знает ответа, он всегда обращается к авторитативным серверам.

Зоны и делегирование

DNS разделён на зоны — части доменной структуры, управляемые конкретными организациями.

Например:

• .com — управляется Verisign;
• google.com — управляется Google;
• shop.google.com — может управляться отдельными серверами.

Делегирование зон обеспечивает распределенность, отказоустойчивость DNS.

Последовательность DNS-запроса

Пример: пользователь вводит example.com.

1. Браузер проверяет локальный кэш.
2. ОС проверяет системный кэш.
3. Запрос отправляется рекурсивному серверу (например, 8.8.8.8).
4. Рекурсивный сервер (если нет кэша) спрашивает корневой DNS.
5. Корневой сервер направляет к серверу зоны .com.
6. Сервер зоны .com указывает на авторитативный сервер example.com.
7. Авторитативный сервер возвращает запись A или AAAA.
8. Ответ кэшируется на всех уровнях.

Процесс занимает миллисекунды.

Виды DNS-записей

DNS использует множество типов записей. Рассмотрим самые распространённые.

A — адрес IPv4

Пример:

example.com.   3600   IN   A   93.184.216.34

Используется для указания IPv4-адреса сервера.

AAAA — адрес IPv6

Аналог записи A для IPv6:

example.com.   3600   IN   AAAA   2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946

CNAME — псевдоним домена

Позволяет указывать домен на другой домен. Пример:

www.example.com   CNAME   example.com

Важно: нельзя использовать CNAME на корневом домене.

MX — записи почтовых серверов

Указывает на серверы электронной почты.

example.com.   MX   10   mail1.example.com.example.com.   MX   20   mail2.backup.com.

TXT — произвольные текстовые данные

Используются для:

• SPF;
• DMARC;
• подтверждения домена;
• конфигурации сервисов.

Пример SPF:

example.com   TXT   "v=spf1 include:_spf.google.com -all"

SRV — службы (VoIP, XMPP, SIP и др.)

Пример записи для SIP:

_sip._tcp.example.com   SRV   10 60 5060 sipserver.example.com.

Другие записи

• NS — серверы имен зоны.
• PTR — обратная зона DNS.
• CAA — разрешение на выпуск TLS-сертификатов.
• SOA — метаданные зоны.

DNS-поле типов записей развивается, постоянно расширяется новыми стандартами.

Безопасность и основные проблемы DNS

Хотя DNS — фундамент интернета, он имеет множество уязвимостей.

DNS Spoofing (подмена ответа)

Атакующий подменяет DNS-ответ и направляет пользователя:

• на фишинговый сайт;
• на вредоносный сервер;
• на страницу с рекламой.

Это распространенная атака при нехватке шифрования.

DDoS, атаки на авторитативные сервера

DNS-серверы могут подвергаться:

• volumetric-атаке (большой объем трафика);
• amplification-атаке (усиление через открытые резолверы);
• флуду запросами.

Известны крупные атаки, которые отключали крупные части интернета (например, атака на DNS-провайдера Dyn в 2016 году).

DNSSEC

DNSSEC добавляет цифровую подпись к DNS-ответам, что предотвращает их подделку.

Он защищает цепочку делегирования от корневой зоны до конкретного домена.

Защита DNS-трафика

Изначально DNS работал на нешифрованном протоколе UDP. Современные решения:

• DoH (DNS over HTTPS) — DNS в HTTPS-трафике, скрывающем запросы.
• DoT (DNS over TLS) — DNS с отдельным TLS-шифрованием.
• DNSCrypt — шифрование, авторизация сервера.

Эти методы повышают конфиденциальность, защищают от MITM-атак.

Настройка и администрирование

Настройка домена

При покупке домена необходимо:

1. Указать NS-записи регистратора.
2. Создать DNS-зону на сервере.
3. Добавить записи A, AAAA, MX, TXT, CNAME и др.
4. Настроить TTL.
5. Проверить делегирование.

Эти операции формируют базовую конфигурацию домена.

Управление DNS-сервером

Администраторы могут использовать:

• BIND — самый популярный DNS-сервер;
• PowerDNS;
• Knot DNS;
• Unbound — резолвер;
• NSD — авторитативный сервер.

Администрирование включает:

• обновление зоны;
• контроль логов;
• мониторинг производительности;
• обеспечение безопасности;
• тестирование конфигураций (dig, nslookup).

Управление записями

На практике управление записями нужно для:

• подключения почты;
• установки SSL-сертификатов;
• настройки поддоменов;
• работы CDN;
• интеграции с облачными сервисами.

DNS-панели управления позволяют изменять записи в реальном времени.

Современные тренды развития

DoH и DoT

Шифрование — основной тренд последних лет. DoH интегрирован в:

• Firefox;
• Chrome;
• Android;
• iOS.

DoT активно используется в устройствах, системах безопасности.

Динамический DNS (DDNS)

Используется для:

• домашних серверов;
• IoT-оборудования;
• камер видеонаблюдения.

Позволяет обновлять IP-адрес автоматически.

Альтернативные DNS-системы

Существуют проекты:

• ENS (Ethereum Name Service) — DNS в блокчейне;
• Handshake;
• Namecoin.

Они стремятся создать децентрализованную DNS-инфраструктуру.

Интеграция с Zero Trust, SASE

DNS становится частью корпоративных систем кибербезопасности:

• фильтрация запросов;
• контроль трафика;
• защита от вредоносных доменов;
• интеллектуальные резолверы (Cisco Umbrella).

Заключение

DNS — один из фундаментальных механизмов интернета, обеспечивающий удобство, надежность и доступность веб-ресурсов. Благодаря распределенной структуре и гибкой системе делегирования доменных зон DNS пережил десятилетия развития и остается ключевой технологией глобальной сети.

Он продолжает эволюционировать: появляются новые стандарты безопасности, методы шифрования, механизмы приватности, альтернативные системы доменных имен и интеллектуальные резолверы.

DNS (Domain Name System) - это система, которая переводит доменные имена в IP-адреса. Когда вы вводите доменное имя в адресной строке браузера, DNS-сервер ищет соответствующий IP-адрес и отправляет ответ браузеру. DNS используется для связи с веб-сайтами и другими сетевыми ресурсами.