Что такое DNS и как он работает? Что такое домен?

IP адрес

А такое название статьи уже существует © Google

Как ваша квартира находится в доме, так каждый сайт лежит на сервере. У каждого дома есть свой адрес, так и у сервера есть адрес - он называется IP (internet protocol) адрес. Это те самые цифры вида “212.80.32.20”. Они состоит из четырех чисел (каждое число - от 0 до 255, то есть самый маленький адрес - 0.0.0.0, самый большой - 255.255.255.255), если мы перемножим 256*256*256*256 = 4294967296, то узнаем максимальное количество адресов. Их оказывается всего чуть более 4 млрд. Оказалось, что “айпишников” меньше чем людей, поэтому еще в 1996-м году придумали новый протокол IPv6, в котором (нетрудно догадаться из названия), используется 6 чисел и количество адресов в нем обеспечит возможность использования более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.

Максимальное число в “256” (считаем с нуля 0-255) выбрано не просто так. Дело в том, что в компьютерах числа хранятся в двоичной системе счисления, в которой цифра 0 или 1 называется бит (единица измерения информации). Каждые восемь бит составляют байт, в одном байте помещается число от 0 до 255 или 2^8 = 256, где 2 - число возможных цифр в системе счисления (0, 1), а 8 - количество цифр. Такие дела:)

Доменное имя

Дублируем википедию © Цитата автора

Итак, у всех серверов есть адрес, на которых и лежат наши любимые и уютные google, netflix и тд. Теперь представте ситуацию, в которой вам придется писать в браузере 212.80.32.20, чтобы зайти на какой-то сайт. Это очень неудобно, поэтому придумали давать адресам человеческие имена, например www.digiants.agency. Данное доменное имя состоит из трех частей - “www”, “digiants”, “agency”, которые разделены точками. Каждое слово - это домен, фраза полностью - доменное имя. Информация про каждый домен хранится на DNS (domain name system) серверах. Каждый отдельный DNS-сервер отвечает за свой домен. Рассмотрим www.digiants.ua:

1. Информация о доменах первого уровня (.com, .de, .agency, .ua и тд) находится на корневых серверах DNS (их всего 13), а координирует домены первого уровня ICANN. Так вот, адрес DNS сервера, который обслуживает домен “ua”, находится на корневом сервере.
2. DNS сервера, которые хранят информацию о поддоменах .ua (digiants.ua, something.ua etc) принадлежат компании хостмастер. Также, эта компания хранит единую базу всех компаний, которые имеют право регистрировать домен any-word-here.ua, вот список. Эти компании называются “регистраторы доменных имен”.
3. Информация о доменах уровня ниже, находится у владельцев доменов. Например вы купили digiants.ua - значит вам он принадлежит, а DNS серверы компании регистратора указывают IP-адрес вашего DNS-сервера, а значит вы сами можете устанавливать IP адреса на любые поддомены (www.digiants.ua, somesite.digiants.ua etc). Ниже рассмотрим как технически передать кому-то домен.

Что делает name server

Натуральный админ,
На всю подсеть такой один:
И молодой, и холостой,
И 20 лет, и с бородой
© Фольклор

Сервер поддерживает домены, которые ему делегированы. То есть он содержит в себе информацию о доменах в формате DNS записей. Когда ваш браузер делает запрос на DNS сервер, то он возвращает все DNS записи (или ресурсные записи).

Основные виды ресурсных записей:

1. A - хранит в себе IPv4 адрес домена.
2. ААА - хранит в себе IPv6 адрес домена.
3. NS - это адрес DNS-сервера, который отвечает за этот домен.
4. SOA - хранит имя домена и время жизни кеша (TTL - time to live). Помните вы “привязываете” домен к новому хостингу и вам говорят, что на это потребуется от 2 до 48 часов. Так происходит именно из-за этой записи. Ведь чтобы каждый раз не искать по интернету IP адрес домена, DNS сервер на время запоминает (кэширует) информацию.
5. MX - данные о почтовом сервере.
6. TXT - любые данные (например для подтверждения гугла).
7. SRV - имя хостинга и порта для некоторых служб.

То есть, суммируя вышесказанное, полезная информация ответа от DNS сервера будет:
A - 212.80.32.20
NS - …
MX - …
...

Как браузер узнает IP-адрес домена

Firefox отличный браузер, и навсегда останется в памяти

© Vertex

Допустим, вы написали в браузере www.digiants.agency. Первым делом браузер читает файл hosts (это файл, в котором владелец компьютера сам может написать, какой IP-адрес соответствует какому домену), если он не нашел там соответствия, тогда он делает запрос к DNS-серверу (далее мы рассмотрим только рекурсивный запрос к DNS-серверу). 

При запросе, оказывается, что этот сервер не знает об этом домене. Тогда он обращается к корневому серверу, тот отвечает: у меня нету информации о домене www.digiants.agency, но есть запись, что “agency” имеет такой ip - 212.80.32.20 (этот и ниже, IP-адреса не реальны). Тогда сервер спрашивет у 212.80.32.20 - “знаешь www.digiants.agency”, тот отвечает - “нет, но есть запись, что digiants.agency находится по адресу 185.143.145.155“. И в конце, запрос отправляется третьему DNS серверу и получает нужный IP адрес (при этом DNS сервер запоминает свой путь на время указанное в TTL). В итоге браузер получает нужный ему IP.

Интересные факты

Web 1.0 — состояние интернета, когда он был еще не тот.
© Лурк

1. Аналогия с домом и квартирой не верна, так как один IP адрес (квартира в доме-сервере) может иметь много доменов, но один домен может содержать несколько IP адресов (для распределения нагрузки).
2. ICANN - не американская, а независимая международная организация, можно глянуть их финотчет.
3. Основные участники процесса управления Интернетом - рабочая группа проектирования Интернета, Общество Интернета, Консорциум всемирной паутины (англ. World Wide Web Consortium, W3C), Корпорация по присвоению имен и адресов в Интернете (англ. Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN), государства, интернет провайдеры, регистраторы. Короче, тысячи их.
4. Всего 13 корневых серверов, но есть альтернативные корневые сервера, и совет по архитектуре Интернета категорически против них.
5. Рекурсивные запросы к DNS серверу требуют большей нагрузки, поэтому они обычно принимаются только от узкого круга запросов (например интернет-провайдеры дают возможность делать такие запросы только своим клиентам и тд.
6. Исторически так сложилось, что каждый домен первого уровня что-то означает, например .com (commercial) - для коммерческих проектов, .org (organization) - для некоммерческих проектов, .net (network) - для компаний, связанных с сетью и тд. Полный список можно посмотреть тут. Хотя эти названия немного утратили актуальность.