DNS란?

웅평·2023년 4월 3일
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Domain(도메인)이란?

  • 도메인은 웹 브라우저를 통해 특정 사이트에 진입을 할 때, IP 주소를 대신하여 사용하는 주소이다.
  • 도메인을 이용해서 한눈에 파악하기 힘든 IP 주소를 보다 분명하게 나타낼 수 있다.
  • 만약 IP 주소가 지번 또는 도로명 주소라면, 도메인 이름은 해당 주소에 위치한 상호로 볼 수 있다.

DNS(Domain Name Syetem)란?

  • 웹사이트에 접속 할 때 우리는 외우기 어려운 IP 주소 대신 도메인 이름을 사용한다.
  • 도메인 이름을 사용했을 때 입력한 도메인을 실제 네트워크상에서 사용하는 IP 주소로 바꾸고 해당 IP 주소로 접속하는 과정이 필요하다.
  • 이러한 과정, 전체 시스템을 DNS(도메인 네임 시스템)라고 한다.
  • 상위 기관에서 인증된 기관에게 도메인을 생성하거나 IP 주소로 변경할 수 있는 ‘권한’을 부여한다.
  • DNS는 이처럼 상위 기관과 하위 기관과 같은 ‘계층 구조’를 가지는 분산 데이터베이스 구조를 가진다.

요약하면
IP와 도메인을 연결해주는 시스템

DNS 구성 요소

DNS는 아래 세가지 요소로 구성되어있다.
1. 도메인 네임 스페이스(Domain Name Space)
2. 네임 서버(Name Server) = 권한 있는 DNS 서버
3. 리졸버(Resolver) = 권한 없는 DNS 서버

  • 우선 “이 도메인 이름은 이 IP 주소이다”라는 ‘텍스트’를 저장하는 데이터베이스가 필요하다.
  • 그리고 분산된 데이터가 어디 저장되어 있는지 찾을 프로그램들이 필요하고 찾았으면 해당 IP 주소로 이동할 프로그램(브라우저 등)이 필요하다.
  • 도메인 네임 스페이스라는 규칙(방법)으로 도메인 이름 저장을 분산한다.
    네임 서버(DNS 서버와 같은 말, 그런데 리졸버 서버 등 시스템 안에서 다른 역할을 하는 서버도 있기에 그냥 DNS 서버라고 하는 것보다 네임 서버라고 하는게 더 의미가 전달되는 듯)가 해당 도메인 이름의 IP 주소를 찾는다.
  • 리졸버가 DNS 클라이언트 요청을 네임 서버로 전달하고 찾은 정보를 클라이언트에게 제공하는 기능을 수행한다.
  • 어떤 네임 서버에서 찾아야하는지, 이미 캐시 되어있는지 등 어떻게든 찾아서 클라이언트에게 찾았으면 찾은 것을 못 찾았으면 못 찾았다고 전달하는 역할을 한다.
  • 리졸버는 단말에 구현하는 것은 무리수라 보통은 리졸버가 구현된 네임 서버의 IP 주소만을 파악한다.
  • 대표적인 것이 KT/LG/SK와 같은 ISP(통신사) DNS 있고, 브라우저 우회 용도로 많이 쓰는 구글 DNS, 클라우드플레어와 같은 Public DNS 서버가 있다.
  • 그래서 거의 Resolver = Recursive DNS Server = Local Server(of ISP) = Recursor
  • 어떤 자료에서는 리졸버라는 요소를 생략하기도 하는 듯하다. 용어 때문에 허우적거렸는데 위와같이 정리하였다.

왜 그렇게 할까?

  • “이 도메인 좀 IP 주소로 바꿔줄래?”라고 할 수 있는 서버(네임서버)가 한 대만 있지 않기 때문이다.
  • 그렇다면 여러 서버(네임서버)를 만들면 되지 않을까? 그렇게 되면 해당 정보(도메인과 IP 주소)를 모든 서버에서 공유해야한다. 안그러면 어떤 서버(네임서버)에서는 ‘www.hanamon.kr’의 IP 주소를 모른다고 할 수도 있다.
  • 그래서 도메인을 계층적으로 구분하는, 정보(도메인과 IP주소)를 분산하는 구조를 선택하게 되었다.
  • 그래서 도메인에 닷(dot), 점이 있는 것이다. 점이 계층을 나타낸다.

DNS 동작 방식 설명

  1. DNS Query: PC 브라우저에서 www.naver.com 을 입력한다. Local DNS에게 "www.naver.com 이라는 hostname" 에 대한 IP 주소를 요청한다.

    Local DNS란?
    단말에 설정되어 있는 이 DNS

  2. Local DNS가 Root DNS에게 "www.naver.com 이라는 hostname" 에 대한 IP 주소를 요청한다.

  3. Root DNS 서버는 Local DNS 서버에게 "www.naver.com 의 IP 주소 찾을 수 없음. 다른 DNS 서버에게 물어봐" 라고 응답을 한다.

    이 다른 DNS 서버는 com 도메인 을 관리하는 DNS 서버

  4. 이제 Local DNS 서버는 com 도메인을 관리하는 DNS 서버에 다시 www.naver.com에 대한 IP 주소를 요청한다.

  5. com 도메인을 관리하는 DNS 서버에도 해당 정보가 없으면, Local DNS 서버에게 "www.naver.com 의 IP 주소 찾을 수 없음. 다른 DNS 서버에게 물어봐" 라고 응답을 한다.

    이 다른 DNS 서버는 naver.com 도메인을 관리하는 DNS 서버 이다.

  6. 이제 Local DNS 서버는 naver.com DNS 서버에게 다시 "www.naver.com 의 IP 주소" 를 요청한다.

  7. naver.com DNS 서버 에는 "www.naver.com 의 IP 주소" 가 있다. 그래서 Local DNS 서버에게 "www.naver.com에 대한 IP 주소는 222.122.195.6" 라는 응답을 한다.

  8. 이를 수신한 Local DNS는 www.naver.com 의 IP 주소를 캐싱을 하고 이후 다른 요청이 있을시 응답할 수 있도록 IP 주소 정보를 단말(PC)에 전달해 준다.

Local DNS 서버가 여러 DNS 서버에 차례대로 (Root DNS 서버 -> com DNS 서버 -> naver.com DNS 서버) 요청하여 그 답을 찾는 과정을 Recursive Query 라고 부른다.

DNS 구성 요소 : 도메인 네임 스페이스(Domain Name Space)


  • DNS는 전세계적인 거대한 분산 시스템이다.
  • 도메인 네임 스페이스는 이러한 DNS가 저장 관리하는 계층적 구조를 의미한다.
  • 도메인 네임 스페이스는 최상위에 루트 DNS 서버가 존재하고 그 하위로 연결된 모든 노드가 연속해서 이어진 계층 구조로 되어있다. (폴더 구조와 비슷하다.)

계층적 도메인 레벨 (Hierarchical Domain Level)

  • 도메인 네임 스페이스의 트리 구조는 최상위 레벨부터 순차적으로 계층적 소속 관계를 나타낸다.
  • 하위 조직의 네임 스페이스를 할당하고 관리하는 방식은 각 하위 기관의 관리 책임자에게 위임된다.

Fully Qualified Domain Name(FQDN) 전체 도메인 이름

도메인의 전체 이름을 표기하는 방식을 말한다.
일반적으로 도메인 이름은 www.hanamon.kr에서 hanamon.kr을 의미하기 때문에 이러한 용어가 나왔다고 본다.

  • 도메인 이름: hanamon.kr
  • 호스트 이름: www
  • FQDN : www.hanamon.kr

DNS 구성 요소 : 네임 서버(Name Server = DNS Server)

  • 문자열로 표현된 도메인 이름을 실제 컴퓨터가 통신할 때 사용하는 IP 주소로 변환시키기 위해서는 도메인 네임 스페이스의 트리 구조에 대한 정보가 필요한데 이러한 정보를 가지고 있는 서버를 네임 서버라고 한다.
  • 데이터베이스 역할(저장, 관리), 찾아주는 역할, 요청 처리 응답 구현
  • 전 세계에 13개의 Root DNS 서버가 구축되어 있다. (패킷의 실질적인 크기 제한으로 인해 루트 DNS 서버 수를 13개 서버 주소로 제한하도록 결정되었다고한다.)
  • 그리고 DNS 서버를 복사하여 같은 기능을 담당하는 미러 서버가 있다고 한다.
  1. Root DNS 서버
  • ICANN이 직접 관리하는 절대 존엄 서버이다.
  • TLD DNS 서버 IP 주소를 저장하고 안내하는 역할을 한다.
  1. Top-Level Domain(TLD) DNS 서버
  • 도메인 등록 기관이 관리하는 서버이다.
  • Authoritative DNS 서버의 주소를 저장하고 안내하는 역할을 한다.
  • 도메인 판매 업체(가비아 등)의 DNS 설정이 변경되면 도메인 등록 기관으로 전달되기 때문에 어떤 도메인이 어떤 판매업체(가바이 등)에서 구매했는지 알수 있는 것이다.
  1. Second-Level Domain(SLD) DNS 서버 (Authoritative DNS 서버 라고도 함)
  • 실제 개인 도메인과 IP 주소의 관계가 기록(저장, 변경)되는 서버이다.
  • 그래서 권한의 의미인 Authoritative가 붙었다. 일반적으로 도메인/호스팅 업체의 네임서버를 말한다.
  • 개인 DNS 구축해도 이 경우에 해당한다.
  1. 권한 없는 DNS 서버 (리졸버 서버, 리컬시브 서버, 리커서)
  • DNS 서버는 도메인 네임 스페이스를 위한 권한 있는 DNS 서버와 권한이 없는 DNS 서버로 구분된다.
  • 위 1,2,3은 권한 있는 DNS 서버이다.
  • 네임 스페이스를 위한 권한 있는 DNS 서버는 IP 주소와 도메인 이름을 매핑한다.
  • 네임 스페이스를 위한 권한 없는 DNS 서버는 질의를 통해 IP 주소를 알아내거나 캐시한다

DNS 구성요소 : 리졸버(Resolver)

  • 리졸버는 웹 브라우저와 같은 DNS 클라이언트의 요청을 네임 서버로 전달하고 네임 서버로부터 정보(도메인 이름과 IP 주소)를 받아 클라이언트에게 제공하는 기능을 수행한다.
  • 이 과정에서 리졸버는 하나의 네임 서버에게 DNS 요청을 전달하고 해당 서버에 정보가 없으면 다른 네임 서버에게 요청을 보내 정보를 받아온다.
  • 이렇듯 리졸버는 수많은 네임서버에 접근하여 사용자로부터 요청 받은 도메인의 IP 정보를 조회하는 기능을 수행한다.
  • 하지만 리졸버에 기능을 단말에 구현하는 것은 자원의 한계가 있기에 대부분 기능을 DNS 서버에 구현하고
    클라이언트 호스트는 리졸버의 단순한 기능만을 지닌 리졸버 루틴을 구현하는 옵션이 제시되어있다.
  • 이러한 단순화된 기능의 리졸버를 스터브 리졸버(Stub Resolver)라고 하며,
    스터브 리졸버는 수 많은 네임 서버의 구조를 파악할 필요없이 리졸버가 구현된 DNS 서버의 IP 주소만 파악하면 된다.
  • 클라이언트 호스트에서 설정하는 DNS 서버(Recursive DNS Server)는 이와 같은 서버를 의미하는 것으로,
    도메인에 대한 질의를 받은 스터브 리졸버는 설정된 DNS 서버로 DNS Query(질의)를 전달하고
    DNS 서버로부터 최종 결과를 응답 받아 웹 브라우저로 전달하는 인터페이스 기능만을 수행한다.

DNS 동작 과정 전체 설명

DNS Query(쿼리)란?

  • DNS 클라이언트와 DNS 서버는 DNS 쿼리를 교환한다.
  • DNS 쿼리는 Recursive(재귀적) 또는 Iterative(반복적)으로 구분된다.
  • 아래의 용어가 위 동작 과정에 이해를 방해할 수도 있기에 추가하였습니다.
  • 단순한 개념으로 아래와 같은 방식으로 요청과 응답을 한다고 이해하시면 됩니다.

Recursive Query (재귀적 질의)

  • 결과물(IP 주소)를 돌려주는 작업이다. (결과적으로 Recursive 서버가 Recursive 쿼리를 웹 브라우저 등에게 돌려주는 역할을 한다.)
  • Recursive 쿼리를 받은 Recursive 서버는 Iterative 하게 권한 있는 네임 서버로 Iterative 쿼리를 보내서 결과적으로 IP 주소를 찾게 되고 해당 결과물을 응답한다.
  • 사전적 의미로써 재귀로, 응답을 돌려주는 쿼리라고 생각하자.

DNS 동작 과정 전체 예시

  1. 웹 브라우저에 www.hanamon.kr을 입력한다.
  2. 웹 브라우저는 이전에 방문한적 있는지 찾는다.
  • 브라우저 캐시 확인
  • OS 캐시 확인
  • 라우터 캐시 확인
  • ISP 캐시 확인 (Recursive DNS Server)
  1. ISP에서 DNS Iterative하게 쿼리를 날린다.
  2. ISP는 Authoritative DNS 서버에서 최종적으로 IP 주소를 응답받는다.
  3. ISP는 해당 IP 주소를 캐시한다.
  4. 웹 브라우저에게 응답한다.

참고) DNS 레코드 종류

  • SOA(Start of Authority) : 권한 시작 지정하고, 권한이 있는 서버를 가리킴.
  • A(Host Record) : FQDN과 32비트의 IPv4 주소를 연결
  • AAAA(IPv6호스트) : FQDN과 128비트의 IPv6 주소를 연결
  • CNAME(Alias Record) : 실제 도메인 이름과 연결괴는 가상 도메인 이름(별칭)
  • MX(Mail Exchane Record) : 주어진 사서함에 도달할 수 있는 라우팅 정보 제공.
  • SRV(Service Resources) : 비슷한 TCP/IP 서비스를 제공하는 다수의 서버 위치 정보를 제공.
  • NS(Name Servers) : 도메인 서버 목록을 지정.


참고

https://hanamon.kr/dns%EB%9E%80-%EB%8F%84%EB%A9%94%EC%9D%B8-%EB%84%A4%EC%9E%84-%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C-%EA%B0%9C%EB%85%90%EB%B6%80%ED%84%B0-%EC%9E%91%EB%8F%99-%EB%B0%A9%EC%8B%9D%EA%B9%8C%EC%A7%80/
https://velog.io/@jiseung/DNS
https://inpa.tistory.com/entry/WEB-%F0%9F%8C%90-DNS-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EB%8F%99%EC%9E%91-%EC%99%84%EB%B2%BD-%EC%9D%B4%ED%95%B4-%E2%98%85-%EC%95%8C%EA%B8%B0-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%A0%95%EB%A6%AC
https://velog.io/@doomchit_3/Internet-DNS-%EC%9E%91%EB%8F%99%EC%9B%90%EB%A6%AC-IMBETPY

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