What is DNS?

DNS

Domain Name System(server)

네트워크 상의 도메인 이름을 IP 주소를 매핑해 주는 시스템. 초기에 호스트 네임 별로 IP 주소 정보를 시스템의 hosts.txt 파일로 관리하던 것이 기술이 발달하고 관리 대상이 증가함에 따라, 분산 구조로 관리가 가능하게 개발된 시스템이다.

DNS Components

Domain Name Space

DNS에서 사용할 데이터 자료구조를 정의하는 항목이다, 도메인 네임 스페이스는 도메인 네임을 중복되지 않게 네임을 생성하여 사용하도록 정의된 구성체계이다. 최상위 루트 도메인을 시작으로 트리 구조의 네임 체계를 이루며, DNS에서 하나의 도메인 네임은 유일한 값이다. 
  상위 노드와 그 노드 아래로 연결된 공간을 모두 상위 노드의 도메인이라고 한다. 노드에 레이블을 붙여 노드를 구분하는데 루트 도메인 계층인 루트 도메인의 레이블은 ‘null’이다. 모든 도메인은 루트 도메인으로부터 시작한다. 루트 도메인 네임은 하위 도메인들을 분배, 할당한다.

ref: http://www.kisa.or.kr/business/address/address3_sub1.jsp

TLD (Top Level Domain)

 루트 도메인 계층 하위에 해당하는 계층으로, 국가 할당 도메인과 국제적 업체 할당 도메인으로 분류된다.

     -country code TLD: 국가를 나타내고, 하위 도메인들은 그 성격을 나타내는 도메인 네임을 사용한다.
-generic TLD: 국가 단위가 아닌, 국제적 단위로 사용되는 도메인으로, 전 세계를 기준으로 비영리, 상업적, 지역별 등 목적에 따라 분류된다. 

Second Level Domain

도메인 등록 조직이나 국가에 속하는 기관의 성격으로 분류된다. gTLD 하위의 경우 최종 사용자(개인이나 조직)가 호스트 네임을 사용하여 도메인을 등록할 수 있다.

최종적으로 호스트 네임과 도메인 네임을 합쳐(Fully Qualified Domain Name) 완성된다. FQDN이 아닌 부분적인 경로만으로 식별 가능한 Partially Qualified Domain Name을 사용하기도 한다. 이는 하나의 도메인 안에서만 사용할 수 있으며, w.naver.com 이라는 FQDN에서 w가 PQDN이 된다. 일반적으로 루트 도메인의 마지막에 오는 점은 주로 생략하며, DNS에서는 마지막에 오는 점을 사용하면 FQDN으로 인식한다.
  레이블은 기업의 이름 등 특정 단어로 만든다. ccTLD 하위의 경우에는 호스트와 조직의 성격을 나타내는 도메인이 위치한다.

Sub Domain

SLD에서 최종 사용자가 정의한 도메인일 경우, 서브 도메인으로서, 사용자 필요에 따라 만든 하위 도메인이다. 사용자 목적에 따라 도메인 네임 스페이스를 분할하여 웹 서버 도메인을 www.naver.com, café.naver.com, ns1.naver.com 등으로 나누어 사용할 수 있다.

Third Level Domain

SLD 하위 도메인으로, 사용자가 등록할 도메인

Name Server

도메인 zone에 속하는 노드들의 정보를 리소스 레코드로 정의하여 저장한 호스트를 네임 서버라고 하며, 1개 이상이 존재한다. 해당 도메인 존의 정보를 가진 마스터 네임 서버와 보조로 슬레이브 네임 서버가 있다. 해당 도메인 존에 속하는 네임에 대한 질의가 올 경우 해당 도메인 존의 하위 네임 서버 주소를 응답하여 질의를 유도한다.

Resolver

웹 브라우저 등의 DNS 클라이언트의 요청을 name server로 전달하고, 도메인 네임과 IP 주소를 받아 클라이언트에게 제공하는 기능을 수행한다. DNS 서버에 resolver 기능을 구현하고, 클라이언트에는 resolver routine을 구현하여 단말 시스템 자원 한계 등의 제약을 극복한다. Stub resolver는 각 네임 서버의 구조를 파악할 필요 없이 resolver가 구현된 네임 서버의 IP 주소만 파악하면 된다

Resource Record (RR)

 리소스 레코드는 도메인 네임에 설정할 수 있는 데이터 타입이다. 도메인 네임을 키 값으로 하여 이를 도메인 네임에 필요한 데이터를 설정하는데, 사전에 정의된 데이터 타입과 포맷으로 해야 한다. 도메인 네임과 IP 주소 매치를 위해 사용된다. 

  -A 리소스 레코드: Host Address란 의미로 도메인 네임에 매치되는 IPv4를 정의한다. 

Name	Class	TTL	Type	Address
www.naver.com	IN		A	202.xxx.xx.xxx

Ø  Class: IN(InterNet) 외에도 있지만 현재 대부분 IN사용
  TTL: 요청된 리소스 리코드는 TTL에 명시된 시간 소요 후 삭제되어 재요청이 필요. 생략 시 SOA 리소스 레코드에 정의된 default TTL 적용 

Ø  NS (Name Server) 리소스 레코드: 도메인 존의 네임서버를 정의. 

Ø  CNAME 리소스 레코드: Canonical Name. 도메인 네임에 별칭을 매치. 해당 도메인 네임에 대한 리소스 레코드를 동일하게 접근하여 사용하므로, 정보를 CNAME이 상속받는다. 
   ex) www.naver.com IN CNAME naver.com 참조 시 naver.com 리소스 레코드를 참조하여 정보를 반환한다. 

-SOA 리소스 레코드: Start of a zone Of Authority. 존에 대한 권한 시작을 의미. 하나의 도메인 존에 반드시 하나의 SOA가 존재하는 특수 레코드로, 도메인 존의 default 설정과 마스터 네임 서버 지정 등에 사용된다. 

Name	TTL	Class	Type	Master NS	Responsible person	Serial; Refresh; Retry; Expire; Minimum;
naver.com		IN	SOA	ns.naver.com	admin.ns.naver.com	(…)

Name: 상위 도메인 존에게 위임 받은 도메인 존의 도메인 네임 
  마스터 네임 서버: NS 리소스 레코드와 A 리소스 레코드를 통해 도메인 존에 대한 리소스 레코드 생성, 변경, 삭제 등의 권한을 위임 받음
  Responsible person: 도메인 존 관리 담당자 메일 주소 
  Serial: 도메인 존 파일에 대한 버전 정보. 정보 변경 시 증가. 이 값을 기반으로 슬레이브 네임 서버가 마스터 네임서버의 최신 리소스 레코드 정보를 획득한다. 
  Refresh: 슬레이브 네임 서버가 마스터 네임서버에 도메인 존 파일 버전을 질의하는 초단위 시간으로, 해당 시간만큼 대기 후 마스터에 질의 
  Retry: 슬레이브 네임 서버가 마스터 네임 서버에 질의 실패 시 재시도 하는 초 단위 시간으로 Refresh 보다 작은 값 작성 
  Expire: 슬레이브 네임 서버가 질의 실패 시 마스터로부터 얻은 정보의 유효 시간 초 단위 작성. 해당 도메인 존에 대한 질의 무시 
  Minimum: 도메인 존 파일에 있는 리소스 레코드들의 default TTL 값 작성(초 단위) 

SOA 끝 필드의 각 설정 값들은 기본 초 단위이며, D, H, W로 각각 일, 시간, 주로 작성 가능하다.

-MX 리소스 레코드: 수신 메일  서버를 정의. 호스트명이나 도메인 네임으로만 정의가 가능하다. IP 주소 입력 시 도메인으로 인식하여 존재하지 않는 도메인이 되어버린다. 레코드 입력 시 마지막에 .을 붙인 FQDN을 사용한다.

DNS work flow

ref: https://aws.amazon.com/ko/route53/what-is-dns/

1. Enter the domain on web browser

2. Find the IP address of the domain from local - ISP DNS resolver

3. ISP DNS resolver requests the IP address to DNS root name server.

   DNS root server replies the TLD (Top Level Domain) server.

4. Try the domain to TLD server. (ex. .com, .kr, .jp, .net...)

   TLD server replies the name server of the domain.

5. Request to the name server

6. Name server response with IP address of the domain

7. DNS resolver response with the IP address to browser

8. Browser request to the webserver with IP address, port, and URL

9. Web server responses to the end user