DNS (ang. Domain Name System) to usługa sieciowa zamieniająca nazwy domenowe, mnemoniczne, słowne, zrozumiałe dla nas ludzi, na adresy IP hostów w sieci i odwrotnie.

Urządzenia sieciowe, takie jak komputery, tablety czy smartfony, nie komunikują się za pomocą słów. Nawiązują połączenie, używając adresów IP. Stąd potrzeba zamiany nazw na te właśnie adresy. Następnie są one konwertowane na ciągi zer i jedynek – i w takiej formie są transmitowane przez sieć. Gdyby DNS nie działał, to zamiast adresu domenowego, w polu adresu przeglądarki należałoby wpisać adres IP serwera, na którym strona ta jest hostowana, co zwyczajnie jest kłopotliwe i niezbyt intuicyjne.

RxRjODmQ6TNqB

Zdjęcie przedstawia adres strony internetowej: www.strona.pl ze strzałką wskazującą na jej numer ip: 200.10.12.1.
Poniżej znajduje się inny adres ip: 124.12.6.123 ze strzałką wskazującą na jej nazwę: jan.firma.com

DNS działa zarówno w internecie, odpowiadając za zwracanie klientom adresów IP serwerów, na których hostowane są strony WWW, jak również służy do lokalizacji komputerów, serwerów i usług w sieciach lokalnych, zapewnia dostęp aplikacjom do określonych zasobów, czy też pozwala na dostęp do sieci firmowych poprzez VPNVPNVPN.

Na samym początku istnienia internetu odwzorowania nazw na adresy IP zapisywane były w zwykłych plikach tekstowych (nazwa tych plików to hosts). Rozwój technologii informatycznych i sieci spowodował jednak, że sposób ten stał się mało wydajny i niewystarczający. Tak powstał DNS, którego używamy do dzisiaj. W jego skład wchodzą setki tysięcy serwerów, rozsianych po całym świecie, przechowujących w bazach rekordyrekordrekordy odwzorowań nazw domenowych na adresy IP. Pliki hosts nadal są w użyciu. Każdy system operacyjny tworzy taki plik, w którym „na sztywno” możemy przypisać odwzorowania – jednak w małych sieciach takie rozwiązania nie są często stosowane.

Struktura usługi DNS

Struktura usługi DNS ma postać odwróconego drzewa, na którego szczycie znajdują się serwery główne, tak zwane Root Servers – reprezentowane przez znak kropki (.), a poniżej mieszczą się serwery dla poszczególnych domen. Serwerów Root jest na całym świecie 13, ale każdy z nich ma wiele kopii rozlokowanych w różnych zakątkach świata. 

Poniżej serwerów Root wyróżniamy domeny pierwszego (najwyższego) poziomu (ang. TLD, Top‑Level Domain) są to domeny typu .com, .pl, .org czy też .gov.

Dalej w strukturze znajdują się domeny drugiego poziomu czyli wp.pl, epodreczniki.pl czy microsoft.com. Mówi się, że takie adresy są subdomenami (domenami podrzędnymi) domen pierwszego poziomu.

Następne w hierarchii mogą znaleźć się domeny typu poczta.wp.pl czy netacad.cisco.com.

RDuUw5CzvmlG8

Ilustracja przedstawia serwery ustawionę warstwowo, według tak zwanego odwróconego drzewa. Na górze znajduje się Root serwer, pod nim 3 serwery oznaczone z boku tekstem "com pl org gov", pod tymi znajdują się po 2 odchodzące od każdego z 3 serwery z napisem z prawej "wp.pl microsoft.com cisco.com". Serwery w 2 dolnych warstwach opisane są po lewej stronie klamrą jako "serwery autorytatywne".

Każda domena, czyli każdy adres internetowy musi posiadać swój własny serwer DNS. Nazywa się go serwerem autorytatywnym dla domeny. Jeśli zakładacie swoją stronę w internecie, to ona również musi mieć swój autorytatywny serwer DNS. Można sobie taki serwer skonfigurować we własnym zakresie i udostępniać go w sieci, ale najczęściej jest tak, że to operator waszej domeny, wasz usługodawca, u którego ją wykupiliście, zrobi to za was. Jeden serwer DNS może obsługiwać wiele domen jednocześnie.

Te dwa wymienione typy serwerów, czyli serwery domeny głównej oraz serwery autorytatywne dla domen, stanowią większą cześć systemu nazw DNS. Do tego, aby system był kompletny, brakuje nam jeszcze prywatnych serwerów operatorów internetowych oraz klientów usługi DNS.

Klient systemu DNS to usługa systemowa zwana z angielskiego resolver. Jest ona implementowana w każdym systemie operacyjnym, bez względu na to, czy korzystamy z internetu w komputerze czy w smartfonie. To właśnie resolver odpowiedzialny jest za sprawną komunikację z serwerem DNS.

R1Bc7pjHF4dn6

Ilustracja przedstawia laptopa, od którego odchodzą strzałki wskazujące na root servers oraz "serwery autorytatywne". Na ekranie komputera znajduje się napis resolver service.

DNS na komputerze lokalnym

Każdy komputer czy też inne urządzenie końcowe chcące korzystać z sieci internetowej musi posiadać w swojej konfiguracji przynajmniej jeden adres IP serwera DNS, który będzie tego hosta obsługiwał. Zanim jednak resolver wyśle zapytanie do serwera DNS, przeszuka komputer w celu odnalezienia odpowiednich informacji na dysku twardym. A co będzie sprawdzał? Najpierw prześwietli wspomniany już plik hosts, który może zawierać przypisane rozwiązania nazw. Plik ten w systemach Windows zapisany jest w lokalizacji:

C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

R13LUESzQsl4t

Zrzut ekranu przedstawia plik hosts, który zawiera przypisane rozwiązania nazw DNS.

Zakładając, że resolver nie odnajdzie interesującego go wpisu w pliku hosts, przeszuka własną pamięć podręczną (ang. cache), w której zapisał sobie wcześniejsze rozwiązania nazw. Do tej pamięci możemy zajrzeć, wydając w konsoli polecenie:

ipconfig /displaydns

Po wykonaniu takiego polecenia widać rozwiązania, które zostały już wcześniej zrealizowane i zapisane po to, aby nie korzystać już z serwera DNS, jeśli nazwa została wcześniej rozwiązana:

RLbBNxg06ykjZ

Zrzut przedstawia zrzut ekranu z konsoli po wpisaniu komendy: ipconfig/displaydns.
Widoczne są na nim rozwiązania dla nazw stron, które zostały już wcześniej zrealizowane i zapisane

Cache czyszczony jest po każdym restarcie komputera, natomiast można go też wyczyścić ręcznie, wykonując w konsoli polecenie:

ipconfig /flushdns

Jeśli i w cache’u resolver nie odnajdzie interesującego go wpisu (czyli rozwiązania nazwy), dopiero wtedy następuje komunikacja z zewnętrznym serwerem DNS.

DNS – rodzaje zapytań

Zapytania do serwerów DNS mogą być zapytaniami rekurencyjnymi lub też iteracyjnymi. Rekurencja wymaga od serwera podania adresu IP, którego żąda klient lub też zwrócenia komunikatu o błędzie, np. o niepoprawnej nazwie domenowej. W przypadku iteracji serwer zobligowany jest do podania najlepszej możliwej informacji, jaką obecnie posiada. Może to być – ale wcale nie musi – adres serwera, o którego jest odpytywany, może to być np. informacja: gdzie dalej wysłać zapytanie, aby otrzymać stosowną odpowiedź.

Załóżmy, że chcemy wejść na stronę docs.microsoft.com. Resolver wysyła zapytanie rekurencyjne zamiany nazwy do serwera, który jest do niego przypisany w konfiguracji.

Animację obrazującą przebieg zapytania DNS znajdziesz w sekcji „Jak działa DNS”.

DNS – rodzaje rekordów

Dane na serwerach DNS, jak w każdej bazie danych, przechowywane są w rekordachrekordrekordach. Każde odwzorowanie nazwy na IP, i nie tylko, zapisane jest w postaci pojedynczego rekordu. Typów rekordów DNS jest mnóstwo, najważniejsze z nich znajdziecie w tabeli poniżej:

Polecenia konsoli Windows związane z usługą DNS:

• ipconfig /all – wyświetla rozszerzoną konfigurację IP hosta, w tym adres serwera DNS przypisany do urządzenia,

• ipconfig /displaydns – wyświetla zawartość pamięci podręcznej resolvera,

• ipconfig /registerdns – rejestruje klienta w domenie DNS,

• nslookup – wyświetla informacje związane z serwerem DNS obsługującym klienta.

Słownik