DNS چیست؟ انواع و چگونگی کارکرد آن

DNS چیست؟ انواع و چگونگی کارکرد آن

سیستم نام دامنه (DNS: Domain Name System) را باید از اجزای اساسی زیرساخت اینترنت بدانیم که امکان ترجمه نام‌های دامنه انسان‌پسند را به آدرس‌های IP رایانه‌ها جهت شناسایی یکدیگر در شبکه فراهم می‌کند.

کاربران به کمک این سیستم می‌توانند تا با استفاده از نام‌های قابل یادگیری و به خاطر سپردنی به جای آدرس‌های IP عددی به وب‌سایت‌ها دسترسی داشته باشند. در واقع، به خاطر سپردن و استفاده از اسامی عددی سخت‌تر است. در این مطلب می‌خواهیم به بررسی عملکرد DNS، انواع مختلف آن و اهمیتش در دنیای دیجیتال بپردازیم. همچنین، نگاهی به روندهای آتی و چالش‌هایش خواهیم انداخت.

اصول DNS چیست؟

DNS همانند دفترچه تلفن برای اینترنت عمل می‌کند. هنگامی که یک آدرس وب (مانند https://webcamp.tech) را در مرورگرتان تایپ می‌کنید، سرورهای DNS آن نام دامنه را به یک آدرس IP (مانند 192.0.2.1) ترجمه می‌کنند و به مرورگر اجازه می‌دهند وب‌سایت را پیدا و بارگذاری کند.

مراحل کار DNS کدامند؟

• نام دامنه : نامی که در مرورگر وب وارد می‌کنید (به‌عنوان مثال: https://webcamp.tech).
• پرس و جوی DNS (DNS Query): مرورگرتان درخواستی را به سرور DNS ارسال می‌کند تا نام دامنه را استعلام کند.
• پاسخ سرور DNS : سرور DNS با آدرس IP مربوطه پاسخ می‌دهد.
• دسترسی به وب‌سایت: مرورگرتان از آدرس IP برای درخواست و بارگذاری وب‌سایت استفاده می‌کند.

اجزای DNS

• نام دامنه : نام دامنه شامل چندین قسمت است که با نقطه از هم جدا شده‌اند. به‌عنوان مثال، در https://www.webcamp.tech ، «www» زیردامنه، « webcamp » دامنه سطح دوم و « tech » دامنه سطح بالا (TLD) هستند.
• آدرس IP:آدرس عددی اختصاص داده شده به هر دستگاه متصل به یک شبکه است.
• DNS Resolver : سروری که پرس و جوهای DNS را از مرورگرها و برنامه‌های کاربردی دیگر دریافت می‌کند و سپس از سرورهای دیگر DNS برای یافتن نام دامنه درخواست می‌کند.
• سرورهای نام ریشه (Root Name Servers) : بالاترین سطح در سلسله مراتب DNS و مسئول هدایت پرس و جوها به سرورهای نام TLD مناسب است.
• TLD Name Servers : سرورهای مسئول دامنه‌های سطح بالا (مثل .com و .org) هستند.
• سرور نام اختیاری (Authoritative Name Servers): سرورهایی که رکوردهای DNS واقعی نام دامنه را نگهداری می‌کنند.

انواع DNS

DNS ها را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد؛ از جمله عملکرد، نوع داده و نوع پرس و جو. در ادامه انواع اصلی DNS را مرور می‌کنیم.

1- انواع دی ان اس بر اساس عملکرد

1-1- سرورهای DNS بازگشتی

این سرورها پرس و جوهایی را از ماشین‌های سرویس‌گیرنده (به‌عنوان مثال، مرورگرهای وب) دریافت می‌کنند و سپس از طرف کاربر از سایر سرورهای DNS پرس و جو می‌کنند تا اینکه آدرس IP صحیح را پیدا کنند. به‌طور مثال، هنگامی که URL را در مرورگرتان تایپ می‌کنید، سرور DNS بازگشتی ISP شما این پرس و جو را کنترل می‌کند.

2-1- سرورهای DNS معتبر

این سرورها رکوردهای DNS را برای نام‌های دامنه خاص ذخیره می‌کنند. هنگامی که یک سرور بازگشتی از یک سرور معتبر پرس و جو می‌کند، پاسخ قطعی برای دامنه دریافت خواهد کرد. مثلاً اگر صاحب یک دامنه هستید، رکوردهای DNS آن دامنه در یک سرور معتبر ذخیره می‌شوند.

3-1- سرورهای نام ریشه

آن‌ها نخستین مرحله فرآیند پرس و جو DNS هستند که خود رکوردهای DNS را ذخیره نمی‌کنند، بلکه پرس و جوها را به سرورهای TLD مناسب هدایت می‌کنند. 13 مجموعه سرور نام ریشه در سراسر جهان وجود دارد که توسط سازمان‌های مختلف مدیریت می‌شوند.

4-1- سرورهای نام دامنه سطح بالا (TLD)

این سرورها دامنه‌های سطح بالا مانند .com، .org، .net و غیره را مدیریت می‌کنند. آن‌ها پرس و جوها را به سرورهای معتبر مناسب هدایت می‌کنند. به‌عنوان مثال، سرور .com TLD دامنه‌هایی را مدیریت می‌کند که به .com ختم می‌شوند.

2- انواع DNS بر اساس نوع داده

1-2- رکورد A (رکورد آدرس)

نام دامنه را به آدرس IPv4 نگاشت می‌کند. مثال: www.webcamp.tech -> 192.0.2.1

2-2- رکورد AAAA (رکورد آدرس IPv6)

نام دامنه را به آدرس IPv6 نگاشت می‌کند. مثال: www.webcamp.tech -> 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

3-2- رکورد CNAME (رکورد نام متعارف)

یک نام دامنه را به نام دامنه دیگری (نام مستعار) نگاشت می‌کند. به‌طور مثال:

blog.webcamp.tech -> www. webcamp.tech

4-2- رکورد MX (رکورد تبادل ایمیل)

سرورهای ایمیل مسئول دریافت ایمیل از طرف یک دامنه را مشخص می‌کنند. مثال:

example.com -> mail.example.com

5-2- رکورد PTR (رکورد اشاره‌گر)

یک آدرس IP را به نام دامنه (DNS معکوس) نگاشت می‌کند. مثال:

192.0.2.1 -> www.webcamp.tech

6-2- رکورد TXT (رکورد متن)

اطلاعات متن دلخواه را ذخیره می‌کند که اغلب برای اهداف تأیید استفاده می‌شود. مثال: example.com -> "v=spf1 include:_spf.example.com ~all"

7-2- رکورد NS (رکورد سرور نام)

سرورهای DNS یک دامنه را مشخص می‌کند. به‌طور مثال: example.com -> ns1.example.com، ns2.example.com

8-2- رکورد SRV (سابقه سرویس)

محل یا لوکیشن خدمات (مانند سرویس‌های VoIP یا IM) ارائه شده توسط یک دامنه را مشخص می‌کند. مثال: _sip._tcp.example.com -> sipserver.example.com

9-2- SOA رکورد (Start of Authority Record)

اطلاعاتی درباره منطقه DNS از جمله سرور معتبر اصلی، ایمیل مدیر دامنه و شماره سریال دامنه ارائه می‌دهد. مثال: example.com -> ns1.ex ample.com admin@example.com سریال 2021060101

3-انواع DNS بر اساس نوع پرس و جو

1-3- پرس و جوی بازگشتی

مشتری انتظار دارد که سرور DNS با پاسخ نهایی یا خطا پاسخ دهد. برای مثال: یک مرورگر وب که از سرور DNS ISP آدرس IP دامنه درخواست می‌کند.

2-3- پرس و جوی تکرارپذیر

سرور DNS با بهترین پاسخی که دارد پاسخ می‌دهد، که ممکن است ارجاع به سرور DNS دیگری باشد. به‌عنوان مثال، یک سرور DNS بازگشتی که به‌طور مکرر از ریشه، TLD و سرورهای معتبر درخواست می‌کند تا نام دامنه را به دست آورد.

3-3- پرس و جوی غیربازگشتی

سرور DNS بدون پرس و جو از سرورهای دیگر، از حافظه پنهانش پاسخ می‌دهد. مثال: یک سرور DNS از داده‌های ذخیره شده‌اش برای پاسخ دادن به یک پرس و جو استفاده می‌کند.

اهمیت DNS چیست؟

DNS برای عملکرد اینترنت بسیار مهم است. در ادامه به مهم‌ترین دلایل اهمیت آن می‌پردازیم.

• قابلیت استفاده : DNS با اجازه دادن به افراد برای استفاده از نام دامنه به جای آدرس IP، اینترنت را کاربرپسند می‌کند.
• مقیاس‌پذیری :DNS می‌تواند تعداد زیادی از پرس و ‌جوها را به‌طور مؤثر مدیریت کند و با توسعه یافتن اینترنت، مقیاس‌پذیرشان کند.
• انعطاف : امکان افزودن آسان دامنه‌های جدید و روزآمد کردن دامنه‌های موجود را بدون تأثیر بر کل سیستم فراهم می‌کند.
• امنیت : DNSSEC (برنامه‌های افزودنی امنیتی DNS) با فعال کردن تأیید پاسخ‌ها و حصول اطمینان از یکپارچگی و صحت داده‌ها، لایه امنیتی اضافی فراهم می‌کند.

چالش‌ها و امنیت DNS

با وجود قوی و مقیاس‌پذیر بودن DNS، چالش‌های مداومی دارد که باید برای حفظ اثربخشی آن مورد توجه قرار گیرند:

تهدیدهای امنیتی

با وجود پیشرفت در پروتکل‌های امنیتی مانند DNSSEC، DNS همچنان می‌تواند هدف حملات مختلف قرار گیرد، از جمله:

• مسموم کردن کش DNS : عوامل مخرب می‌توانند با تخریب حافظه پنهان DNS، کاربران را به سایت‌های کلاهبردار هدایت کنند.
• حملات DDoS :حملات انکار سرویس توزیع شده می‌توانند سرورهای DNS را تحت تأثیر قرار دهند و خدمات را غیرقابل دسترس کنند.
• DNS Tunneling : عبارت است از بهره‌برداری از پرس و جوهای DNS برای استخراج داده‌ها و ارتباطات فرمان و کنترل.

اقدامات امنیتی DNS

برای مقابله با چالش‌های فوق، از تدابیر امنیتی مختلفی به شرح زیر کمک می‌گیرند.

• DNSSEC : با افزودن امضاهای دیجیتالی به داده‌های DNS اعتبارسنجی پاسخ‌ها را امکان‌پذیر می‌کند.
• Rate Limiting :تعداد پرس و جوها را از یک آدرس IP محدود می‌کند تا از سوء استفاده جلوگیری شود.
• افزونگی : عبارت است از کاربرد چندین سرور DNS برای حصول اطمینان از در دسترس بودن آن‌ها حتی در صورت خرابی یک سرور.

آینده DNS

با تکامل اینترنت، DNS نیز پیشرفت می‌کند. در زیر به برخی از روندهای آتی آن می‌پردازیم.

• به‌کارگیری IPv6 : با تمام شدن آدرس‌های IPv4، کاربرد IPv6 در حال افزایش است و استفاده از سوابق AAAA را ضروری می‌کند.
• امنیت پیشرفته :به پیشرفت‌های مداوم DNSSEC و سایر پروتکل‌های امنیتی با هدف ایجاد امنیت بیشتر DNS اشاره دارد.
• بهبود حریم خصوصی : تلاش‌هایی مانند DNS از طریق HTTPS (DoH) و DNS بر روی TLS (DoT) با هدف افزایش حریم خصوصی کاربران با رمزگذاری درخواست‌های DNS انجام می‌شوند.
• اینترنت اشیا (IoT) : تکثیر دستگاه‌های اینترنت اشیا تعداد پرس و جوهای DNS را افزایش می‌دهد و بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی بیشتری لازم دارد

مدیریت و پیکربندی DNS

مدیریت و پیکربندی کارآمد DNS برای پایداری و عملکرد خدمات آنلاین ضروری است. این کار تنظیم کردن صحیح رکوردهای DNS، حصول اطمینان از افزونگی و حفظ امنیت زیرساخت DNS را در بر می‌گیرد.

پیکربندی DNS

پیکربندی DNS شامل چندین مرحله کلیدی به شرح زیر است:

• 1 - ثبت دامنه : ابتدا باید دامنه‌تان را به کمک یک ثبت‌کننده دامنه ثبت کنید که منطقه ریشه DNS را با دامنه جدید به‌روز می‌کند.
• 2 - میزبانی DNS :یک ارائه‌دهنده میزبانی DNS را انتخاب کنید که می‌تواند ثبت‌کننده دامنه شما، یک سرویس DNS اختصاصی یا سرورهای خود میزبان باشد.
• 3 -تنظیم کردن رکوردهای DNS: رکوردهای DNS لازم (A، AAAA، MX، CNAME و غیره) را در سرور معتبر DNS پیکربندی کنید تا به آدرس‌های IP و خدمات صحیح اشاره کند.
• 4 - تنظیمات TTL : مقادیر مناسب Time-To-Live (TTL) را برای رکوردهای DNS تنظیم کنید تا بین سرعت انتشار و بارگذاری در سرورهای DNS تعادل برقرار شود.

افزونگی DNS و Failover

برای حصول اطمینان از در دسترس بودن و انعطاف‌پذیری مناسب، سیستم‌های DNS باید با مکانیزم‌های افزونگی و خرابی پیکربندی شوند که عبارتند از:

• سرورهای معتبر چندگانه : چندین سرور DNS معتبر را در مکان‌های جغرافیایی مختلف مستقر کنید تا در صورت خرابی یک سرور، دسترسی را از دست ندهید.
• DNS ثانویه :از سرویس‌های DNS ثانویه استفاده کنید که داده‌های سرور DNS اولیه را تکرار می‌کنند تا در صورت از کار افتادن سرویس اولیه، پشتیبان تهیه کنند.

بهینه‌سازی عملکرد DNS

انجام دادن این کار برای کاستن از تأخیر و ارتقای تجربه کاربرها بسیار مهم است. در زیر به چند راهبرد آن اشاره می‌کنیم.

• DNS Caching: از مکانیزم‌های کش در سطوح مختلف (ISP، مرورگر و سیستم عامل) استفاده می‌کنند تا نیاز به پرس و جوهای تکراری را کاهش دهند.
• Anycast Routing :مسیریابی Anycast را اجرا می‌کنند، که در آن چندین سرور آدرس IP یکسانی را به اشتراک می‌گذارند. در نتیجه، پرس و جوها بر اساس شرایط شبکه به نزدیک‌ترین یا سریع‌ترین سرور هدایت می‌شوند.
• GeoDNS : از GeoDNS برای فراهم کردن پاسخ‌های DNS بر اساس موقعیت جغرافیایی درخواست‌کننده استفاده می‌کنند و آن‌ها برای دسترسی سریع‌تر، به نزدیک‌ترین مرکز داده هدایت می‌شوند.
• Load Balancing : توزیع پرس و جوهای DNS در چندین سرور که از بارگذاری بیش از حد هر سرور جلوگیری و پاسخ‌های منسجم و سریع را تضمین می‌کند.
• به حداقل رساندن جستجوهای DNS : کاهش تعداد منابع خارجی (مانند اسکریپت‌های شخص ثالث) یک وب‌سایت، تعداد جستجوهای DNS مورد نیاز را کاهش و زمان بارگذاری صفحه را افزایش می‌دهد.

DNS در کاربردهای امروزی

DNS نقش مهمی در کاربردهای پیشرفته‌ای نظیر خدمات ابری، شبکه‌های تحویل محتوا (CDN) و اینترنت اشیا (IoT) ایفا می‌کند.

خدمات ابری

سرویس‌های ابری برای کشف سرویس و مکانیسم‌های failover، به شدت به DNS متکی هستند. در محیط‌های ابری اغلب آدرس‌های IP می‌توانند به‌طور مکرر تغییر کنند؛ لذا DNS ابزاری ضروری به‌روزرسانی نقاط پایانی سرویس خواهد بود.

شبکه‌های تحویل محتوا (CDN)

CDN‌ ها را برای هدایت کردن کاربران به نزدیک‌ترین یا مناسب‌ترین سرور جهت ارائه کارآمد محتوا از DNS به کار می‌برند. این کار از طریق GeoDNS و سایر تکنیک‌های مدیریت ترافیک مبتنی بر DNS به دست می‌آید که تحویل سریع و قابل اطمینان محتوا را فراهم می‌کنند.

اینترنت اشیا (IoT)

با گسترش دستگاه‌های اینترنت اشیا، DNS برای مدیریت کردن دستگاه‌های فراوان حیاتی‌تر می‌شود و حصول اطمینان از اینکه می‌توانند به‌طور قابل اعتماد ارتباط برقرار کنند. سرویس مبتنی بر DNS اغلب برای مکان‌یابی و تعامل با دستگاه‌های IoT در یک شبکه استفاده می‌شود.

ویژگی‌های DNS پیشرفته

کاربرد DNS مدرن ویژگی‌های پیشرفته‌ای را برای ارتقای عملکرد و امنیت فراهم می‌کند که مهم‌ترینشان عبارتند از:

• احراز هویت مبتنی بر DNS از نهادهای نامگذاری شده (DANE) : از DNSSEC برای احراز هویت گواهی‌های TLS استفاده می‌کند و امنیت در اتصالات SSL/TLS را بهبود می‌بخشد.
• کشف سرویس DNS (DNS-SD) :دستگاه‌ها به کمکش می‌توانند سرویس‌ها را در یک شبکه محلی بدون پیکربندی قبلی کشف کنند که به‌طور گسترده در شبکه‌های خانگی و اداری استفاده می‌شود.
• DNS از طریق HTTPS (DoH) و DNS از طریق TLS (DoT) : رمزگذاری پرس و جوهای DNS برای ارتقای حریم خصوصی و امنیت و پیشگیری کردن از استراق سمع و دستکاری
• رمزگذاری پیشرفته : کاربرد گسترده‌تر DoH و DoT برای ایمن‌سازی پرس و جوهای DNS
• اتوماسیون و هماهنگ‌سازی : ادغام با ابزارهای اتوماسیون برای به‌روزرسانی و مدیریت پویا، به‌ویژه در محیط‌های ابری
• مقیاس‌پذیری : پرداختن به چالش‌های مقیاس‌پذیری ناشی از رشد تصاعدی دستگاه‌های اینترنت اشیا و تعداد روزافزون دامنه‌ها

نتیجه‌گیری

DNS از اجزای حیاتی اینترنت است که امکان ترجمه کردن نام دامنه‌های قابل خوانش توسط انسان را به آدرس‌های IP ماشین فراهم می‌کند. دانستن انواع مختلف DNS از نظر نقش‌های عملکردی، انواع داده‌ها و روش‌های پرس و جو به درک پیچیدگی و اهمیت آن‌ها کمک می‌کند. البته با اینکه DNS با چالش‌های امنیتی مختلفی روبرو است، اقدامات امنیتی زیادی با هدف تضمین قابلیت اطمینان و استحکام آن در حال استفاده هستند. لذا همانطور که اینترنت تکامل می‌یابد، DNS نیز به‌عنوان ستون فقرات ضروری آن عمل می‌کند.