[혼자 공부하는 네트워크] 5-1 DNS와 자원

술술·2024년 9월 9일

혼자 공부하는 네트워크

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도메인 네임과 네임 서버

일반적으로 사용자는 상대 호스트를 특정하기 위해 IP 주소보다는 도메인 네임을 많이 사용
도메인 네임(domain name): 호스트의 IP 주소와 대응되는 문자열 형태의 호스트 특정 정보
- 전체 주소 도메인 네임(FQDN: Fully-Qualified Domain Name) - www.google.com
- 도메인 네임과 IP 주소는 네임 서버에서 관리
도메인 네임을 네임 서버에 질의하면 해당 도메인 네임에 대한 IP 주소를 알려주는 방식
도메인 네임은 IP 주소에 비해 기억하기 쉽고, 바뀐 IP 주소에 도메인 네임을 다시 대응하면 되므로 IP 주소만으로 호스트를 특정하는 것보다 더 간편
DNS(Domain Name System): 도메인 네임 관리 체계, 도메인 네임 시스템을 이용할 수 있도록 하는 애플리케이션 계층 프로토콜을 의미하기도 함
- DNS 서버: 도메인 네임을 관리하는 네임 서버
네임 서버는 호스트의 도메인 네임과 IP 주소를 모아 관리하는 공용 전화번호부와 같은 역할
- 여러 개 존재하며 전 세계 여러 군데 위치
도메인 네임은 점(.)을 기준으로 계층적으로 분류
- 최상단에 루트 도메인: .
- 그 다음 단계인 최상위 도메인(TLD, Top-Level Domain): com
- 2단계 도메인(최상위 도메인의 하부 도메인): example
- 호스트 네임: FQDN의 첫 번째 부분(www), FQDN 자체, 네트워크상의 장치 자체의 이름
- 계속 그 다음 단계의 도메인이 있는 식, 일반적으로 3~5단계 정도
계층적인 도메인 네임을 효율적으로 관리하기 위해 네임 서버 또한 계층적 형태

계층적 네임 서버

도메인 네임을 풀이 한다, 리졸빙한다: IP 주소를 모르는 상태에서 도메인 네임에 대응되는 IP 주소를 알아내는 과정
중요한 역할을 담당하는 네임 서버의 유형
- 로컬 네임 서버, 루트 네임 서버, TLD(최상위 도메인) 서버, 책임 네임 서버

로컬 네임 서버
- 클라이언트와 맞닿아 있는 네임 서버
- 클라이언트가 도메인 네임을 통해 IP 주소를 알아내고자 할 때 가장 먼저 찾게 되는 네임 서버
- 로컬 네임 서버의 주소는 일반적으로 ISP에서 할당해 주는 경우가 많다
- 공개 DNS 서버를 이용할 수도 있다
  - 구글의 8.8.8.8, 8.8.4.4와 클라우드 플레어의 1.1.1.1
루트 네임 서버
- 로컬 네임 서버가 대응되는 IP 주소를 모를 때 질의
- 루트 도메인을 관장하는 네임 서버로 질의에 대해 TLD 네임 서버의 IP 주소를 반환할 수 있음
TLD 네임 서버
- TLD를 관리하는 네임 서버
- TLD의 하위 도메인 네임을 관리하는 네임 서버 주소 반환
- 하위 도메인 네임을 관리하는 네임 서버는 마찬가지로 그보다 하위 도메인 네임을 관리하는 네임 서버 주소 반환할 수 있음
책임 네임 서버(authoritative name server)
- 특정 도메인 영역을 관리하는 네임 서버
- 자신이 관리하는 도메인 영역의 질의에 대해서 다른 네임 서버에게 떠넘기지 않고 곧바로 답할 수 있는 네임 서버
- 로컬 네임 서버가 마지막으로 질의하는 네임 서버
- 일반적으로 책임 네임 서버로부터 원하는 IP 주소 얻어냄

IP 주소를 알아내는 과정

로컬 네임 서버가 네임 서버들에게 질의하는 방법에는 재귀적 질의와 반복적 질의가 있다.
재귀적 질의
- 클라이언트가 로컬 네임 서버에게 도메인 네임을 질의 → 루트 네임 서버 → TLD 네임 서버 → 다음 단계에 질의
- 이 과정을 반복하며 최종 응답 결과를 역순으로 전달받는 방법

반복적 질의
- 클라이언트가 로컬 네임 서버에게 도메인 네임을 질의 → 루트 도메인 서버에 질의해서 다음으로 질의할 네임 서버의 주소를 응답 받음 → TLD 네임 서버에 질의해서 다음으로 질의할 네임 서버의 주소를 응답 받음
- 이 과정을 반복하다가 최종 응답 결과를 클라이언트에게 알려 주는 방식

지금까지 설명한 방법은 시간이 오래 걸리고 네트워크 상의 메시지 수가 지나치게 늘어날 수 있는 문제가 있다
DNS 캐시
- 실제로는 네임 서버들이 기존에 응답받은 결과를 임시로 저장했다가 추후 같은 질의에 이를 활용
- DNS 캐시를 저장하는 용도로만 사용되는 서버도 있음
- 더 짧은 시간 안에 원하는 IP 주소 얻어낼 수 있다
- 영원히 남아있는 것 아님
  - 임시 저장된 값은 TTL(Time To Live)이라는 값과 함께 저장되는데, 이 값은 캐시될 수 있는 시간을 뜻함
  - IP 패킷의 TTL과 다르다

자원을 식별하는 URI

자원을 식별할 수 있는 정보, 자원을 식별하는 통일된 방식 URI(Uniform Resource Identifier)
자원(resource): 네트워크 상의 메시지를 통해 주고받는 대상
- 두 호스트가 네트워크를 통해 서로 정보를 주고받을 때 송수신하는 대상
URI를 식별 정보 기준으로 분류한 개념인 URL, URN
- 위치를 이용해 자원을 식별하는 URL(Uniform Resource Locator)
- 이름을 이용해 자원을 식별하는 URN(Uniform Resource Name)

URL

1. scheme

URL의 첫 부분
자원에 접근하는 방법
일반적으로 사용할 프로토콜이 명시
- http://, https://

2. authority

호스트를 특정할 수 있는 정보가 명시
- IP 주소 혹은 도메인 네임
- 콜론 뒤에 포트 번호를 덧붙일 수도 있음

3. path

자원이 위치한 경로
슬래시(/)를 기준으로 계층적으로 표현

4. query

HTTP는 요청-응답 기반의 프로토콜
- 클라이언트는 서버에게 URI(URL)가 포함된 HTTP 요청 메시지를 보내고, HTTP 서버는 이에 대해 HTTP 응답 메시지를 보냄
- 쿼리 문자열, 쿼리 파라미터
  - 물음표(?)로 시작되는 <키=값> 형태
  - 앰퍼샌드(&)를 사용하려 여러 쿼리 문자열을 연결
  - 개발자가 설계하기 나름