DNS چیست و چگونه کار می کند؟ انواع و اجزای آن

در دنیای امروز، از جستجوی اطلاعات و خرید گرفته تا ارتباطات اجتماعی و فعالیت های تجاری به دنیای اینترنت گره خورده است. یکی از اجزای کلیدی این زیرساخت، سیستم نام دامنه یا DNS (Domain Name System) است. DNS به عنوان یک دایرکتوری جهانی عمل می کند که نام های دامنه را به آدرس های IP تبدیل می کند و به کاربران این امکان را می دهد که به راحتی به سایت ها و خدمات آنلاین دسترسی پیدا کنند.

بدون دی ان اس، کاربران مجبور بودند آدرس های IP عددی را به خاطر بسپارند که این کار نه تنها دشوار بلکه غیر عملی بود. به همین دلیل DNS به عنوان یک واسط کاربرپسند عمل می کند و تجربه کاربری را بهبود می بخشد. اهمیت آن در اینترنت به حدی است که می توان آن را به عنوان دستگاه راهنمای اینترنت توصیف کرد. این سیستم نه تنها به تسهیل دسترسی به اطلاعات کمک می کند بلکه نقش حیاتی در امنیت و عملکرد کلی آن دارد. در این مقاله، به بررسی عمیق تری از DNS و نحوه کارکرد آن خواهیم پرداخت.

DNS چیست؟

DNS یا سیستم نام دامنه، یک سیستم توزیع شده و سلسله مراتبی است که به تبدیل نام های دامین به آدرس های IP و بالعکس کمک می کند. به عبارت دیگر، به کاربران این امکان را می دهد که به جای حفظ آدرس های عددی پیچیده، از نام های دامنه قابل فهم و ساده استفاده کنند. به عنوان مثال، به جای وارد کردن آدرس IP یک وبسایت، کاربران می توانند با وارد کردن نام دامنه ای مانند “www.google.com” به آن دسترسی پیدا کنند. این سیستم به عنوان یک دایرکتوری جهانی عمل می کند و به مرورگر ها و دیگر برنامه ها کمک می کند تا به منابع آنلاین متصل شوند.

تاریخچه و توسعه DNS

تاریخچه DNS به اوایل دهه 1980 برمی گردد، زمانی که اینترنت به تدریج در حال گسترش بود و نیاز به یک سیستم منظم برای مدیریت نام های دامنه احساس می شد. قبل از ایجاد DNS، از فایل های متنی ساده به نام “hosts.txt” برای نگهداری نام های دامنه و آدرس های IP استفاده می شد. این فایل ها به صورت مرکزی مدیریت می شدند و به مرور زمان به دلیل افزایش تعداد سایت ها و کاربران، کارایی خود را از دست دادند.

امروزه، DNS به عنوان یکی از اجزای حیاتی زیرساخت اینترنت شناخته می شود و نقش مهمی در تسهیل ارتباطات آنلاین و دسترسی به اطلاعات ایفا می کند. با پیشرفت فناوری و افزایش تهدیدات امنیتی، توسعه و بهبود همچنان ادامه دارد تا به نیازهای روزافزون کاربران پاسخ دهد.

نقش DNS در اینترنت

تبدیل نام دامنه به آدرس IP

یکی از اصلی ترین وظایف DNS، تبدیل نام های دامین به آدرس های IP است. هر دستگاه متصل به اینترنت، از جمله سرورها و کامپیوترها، دارای یک آدرس IP منحصر به فرد است که به آن امکان شناسایی و ارتباط با سایر دستگاه ها را می دهد. اما به خاطر سپردن این آدرس های عددی برای کاربران عادی دشوار است. به همین دلیل دی ان اس به عنوان یک واسط عمل می کند و نام های دامنه قابل فهم را به آدرس های IP عددی تبدیل می کند.

زمانی که کاربر یک نام دامنه را در مرورگر خود وارد می کند، درخواست به سرور DNS ارسال می شود. سرور سپس نام دامنه را جستجو کرده و آدرس IP مربوطه را پیدا می کند. پس از آن، این آدرس به مرورگر بازگردانده می شود و مرورگر می تواند به سرور مورد نظر متصل شود. این فرآیند به طور معمول در کسری از ثانیه انجام می شود و به کاربران به راحتی می توانند به وبسایت ها دسترسی پیدا کنند.

علاوه بر این به بهبود عملکرد سایت ها کمک می کند. با استفاده از کشینگ (Caching) در سرورهای DNS، اطلاعات مربوط به نام های دامنه و IP ها برای مدت زمان مشخصی ذخیره می شود. این امر باعث می شود که درخواست های مکرر برای همان نام دامنه سریع تر پردازش و زمان بارگذاری سایت کاهش یابد.

در نهایت، دی ان اس همچنین به امنیت اینترنت کمک می کند. با استفاده از فناوری هایی مانند DNSSEC یا همان Domain Name System Security Extensions، می توان از صحت و اعتبار اطلاعات اطمینان حاصل کرد و از حملات سایبری جلوگیری کرد.

اجزای اصلی DNS

سرورهای DNS به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: سرورهای نام اصلی و سرورهای نام ثانویه.

سرورهای نام اصلی (Primary DNS Servers)

Primary DNS Servers سرورهایی هستند که مسئول نگهداری و مدیریت رکوردهای DNS برای یک دامنه خاص هستند. این سرورها اطلاعات اصلی و دقیق درباره نام دامنه و آدرس های IP مربوط به آن را ذخیره می کنند. زمانی که یک تغییر در رکورد های DNS (مانند تغییر آدرس IP) ایجاد می شود، این تغییر ابتدا در سرور نام اصلی اعمال می شود. این سرورها معمولاً به عنوان منبع معتبر اطلاعات شناخته می شوند و به درخواست های DNS پاسخ می دهند.

سرورهای نام ثانویه (Secondary DNS Servers)

سرورهای نام ثانویه، نسخه های پشتیبان از اطلاعات موجود در سرورهای اصلی هستند. این سرورها به طور دوره ای اطلاعات را از سرور اصلی دریافت می کنند و در صورت بروز مشکل در سرور اصلی، می توانند به عنوان منبع جایگزین عمل کنند. این ساختار به افزایش قابلیت اطمینان و دسترسی به اطلاعات کمک می کند و از بروز اختلالات در دسترسی به سایت ها جلوگیری می کند.

رکوردهای DNS

اطلاعاتی هستند که در سرورهای DNS ذخیره می شوند و به تعیین نحوه عملکرد نام دامنه کمک می کنند. انواع مختلفی از آن ها وجود دارد که هر کدام وظایف خاصی را انجام می دهند. در این قسمت به برخی از مهم ترین انواع رکوردهای DNS اشاره می شود:

رکورد A

رکورد A (Address Record) یکی از رایج ترین انواع رکورد های DNS است که به تبدیل نام دامنه به آدرس IP مربوطه کمک می کند. این رکورد به سرور DNS می گوید که نام دامنه خاصی به کدام IP اشاره دارد. به عنوان مثال، اگر رکورد A برای “www.example.com” به آدرس آی پی “192.0.2.1” اشاره کند و هر زمان که کاربر این نام دامنه را وارد کند، سرور به او آدرس IP مربوطه را ارائه می دهد.

رکورد CNAME

CNAME (Canonical Name Record) به نام های مستعار (Alias) اشاره دارد. این رکورد به سرور می گوید که یک نام دامنه خاص به نام دامنه دیگری اشاره دارد. به عنوان مثال، اگر رکورد CNAME برای “blog.example.com” به “www.example.com” اشاره کند، هر زمان که کاربر “blog.example.com” را وارد کند، به طور خودکار به “www.example.com” هدایت می شود.

رکورد MX

رکورد MX (Mail Exchange Record) برای تعیین میل سرور استفاده می شود. این رکورد به سرور DNS می گوید که ایمیل های مربوط به یک دامنه خاص باید به کدام سرور ارسال شوند.

رکورد TXT

این رکورد برای ذخیره اطلاعات متنی استفاده می شود. این رکورد می تواند شامل اطلاعات مختلفی از جمله تأیید هویت دامنه، سیاست های SPF (Sender Policy Framework) برای جلوگیری از جعل ایمیل و دیگر اطلاعات مرتبط باشد. رکورد TXT به مدیران سیستم این امکان را می دهد که اطلاعات اضافی را در مورد دامنه خود ذخیره کنند که می تواند برای امنیت و مدیریت بهتر دامین مفید باشد.

این اجزا و رکوردها به طور کلی ساختار و عملکرد DNS را تشکیل می دهند و به کاربران و مدیران سیستم کمک می کنند تا به راحتی و به طور مؤثر از نام های دامنه استفاده کنند.

DNS چگونه کار می کند؟

فرآیند تبدیل نام دامنه به آدرس IP شامل چند مرحله است.

وارد کردن نام دامنه: کاربر نام دامنه مورد نظر خود را در مرورگر وارد می کند.

بررسی کش محلی: مرورگر ابتدا به کش محلی خود نگاه می کند تا ببیند آیا IP مربوط به این دامین قبلاً ذخیره شده است یا خیر. اگر آدرس IP در کش موجود باشد، مرورگر مستقیماً از آن استفاده می کند و مراحل بعدی را نادیده می گیرد.

ارسال درخواست به سرور DNS: اگر آدرس IP در کش محلی موجود نباشد، مرورگر یک درخواست به سرور DNS پیش فرض (معمولاً سرور DNS ارائه دهنده خدمات اینترنت) ارسال می کند.

جستجوی سرور: سرور پیش فرض ابتدا به کش خود نگاه می کند. اگر آدرس IP در کش موجود باشد، آن را به مرورگر بازمی گرداند. در غیر این صورت به جستجوی اطلاعات در سرورهای دیگر DNS می پردازد.

درخواست به سرورهای Primary: اگر سرور پیش فرض نتواند آدرس IP را پیدا کند، درخواست را به سرورهای Primary ارسال می کند. این سرورها اطلاعات دقیق تری درباره نام دامنه دارند.

پاسخ از سرور نام اصلی: سرور نام اصلی آدرس آی پی مربوط به نام دامنه را پیدا کرده و آن را به سرور پیش فرض بازمی گرداند. 

ارسال پاسخ به مرورگر: آدرس IP به مرورگر ارسال می شود و مرورگر می تواند به سرور وب مربوطه متصل شود.

ذخیره در کش: در نهایت، IP به کش محلی مرورگر و همچنین به کش سرور DNS پیش فرض ذخیره می شود تا به درخواست های بعدی سریع تر پاسخ داده شود.

کشینگ

به فرآیند ذخیره سازی موقت اطلاعات DNS در سرورها و مرورگرها اشاره دارد. این فرآیند به منظور بهبود سرعت و کارایی سیستم دی ان اس طراحی شده است. کشینگ به چند دلیل مهم است:

کاهش زمان پاسخ: با ذخیره سازی آدرس های IP در کش، سرورهای DNS و مرورگرها می توانند به سرعت به درخواست های مکرر پاسخ دهند و زمان بارگذاری سایت ها را کاهش دهند.

کاهش بار روی سرورهای DNS: با استفاده از کش، تعداد درخواست هایی که به سرورهای نام اصلی و دیگر سرورها ارسال می شود، کاهش می یابد. این امر به کاهش بار کمک می کند و عملکرد کلی سیستم DNS را بهبود می بخشد.

افزایش قابلیت اطمینان: در صورت بروز مشکل در سرورهای DNS، کشینگ می تواند به کاربران این امکان را بدهد که به اطلاعاتی که قبلا ذخیره شده دسترسی پیدا کنند و از بروز اختلالات جلوگیری کند.

کشینگ معمولاً برای مدت زمان مشخصی (TTL یا Time to Live) انجام می شود که به مدیران سیستم این امکان را می دهد که تعیین کنند اطلاعات چه مدت باید در کش باقی بماند. پس از پایان این مدت، اطلاعات از کش حذف می شود و در صورت نیاز، دوباره از سرورهای DNS درخواست می شود.

انواع DNS

DNS به طور کلی به سه دسته اصلی DNS عمومی، DNS خصوصی و DNS پویا تقسیم می شود. هر یک از آن ها انواع ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

DNS عمومی

DNS عمومی به سرورهای دی ان اس اشاره دارد که به صورت رایگان و برای عموم مردم در دسترس هستند. این سرورها معمولاً توسط شرکت ها یا سازمان های بزرگ ارائه می شود و به کاربران این امکان را می دهند که به راحتی و بدون نیاز به تنظیمات خاصی از خدمات DNS استفاده کنند.

DNS خصوصی

DNS خصوصی به سرورهایی اشاره دارد که به طور خاص برای یک سازمان یا شبکه داخلی طراحی شده اند. این نوع DNS معمولاً در شبکه های شرکتی یا سازمانی استفاده می شود و به مدیران سیستم این امکان را می دهد که کنترل بیشتری بر روی نام های دامنه و آدرس های IP داشته باشند. از ویژگی های DNS خصوصی می توان به کنترل و مدیریت، امنیت و پشتیبانی از شبکه های داخلی اشاره کرد.

DNS پویا

به سیستمی اشاره دارد که در آن آدرس های IP به طور خودکار و به صورت داینامیک به نام های دامنه اختصاص داده می شوند. این نوع DNS معمولاً در شبکه هایی که آدرس های IP به طور مکرر تغییر می کنند مانند شبکه های خانگی یا شبکه های کوچک استفاده می شود.

به طور کلی، هر یک، ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند و انتخاب نوع مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص هر کاربر یا سازمان دارد.

چالش ها و مشکلات DNS

حملات DDoS: حملات DDoS (Distributed Denial of Service) یکی از بزرگ ترین تهدیدات امنیتی برای سرورهای DNS هستند. در این نوع حملات، مهاجمان با ارسال حجم زیادی از درخواست ها به سرور، سعی در ایجاد اختلال در عملکرد آن دارند. این حملات می توانند منجر به عدم دسترسی به وبسایت ها و خدمات آنلاین شوند و خسارات مالی قابل توجهی به سازمان ها وارد کنند.

حملات Cache Poisoning: در این نوع حملات، مهاجمان سعی می کنند اطلاعات نادرست را به کش سرور DNS اضافه کنند. این امر می تواند منجر به هدایت کاربران به سایت های مخرب شود.

حملات DNS Spoofing: در این حملات، مهاجم سعی می کند پاسخ های DNS جعلی را به کاربر ارسال کند تا او را به یک وبسایت غیرمجاز هدایت کند.

عدم استفاده از DNSSEC: بسیاری از سازمان ها هنوز از DNSSEC (Domain Name System Security Extensions) استفاده نمی کنند که می تواند به افزایش آسیب پذیری ها منجر شود.

مشکلات مربوط به کشینگ

کشینگ در DNS به عنوان یک روش برای بهبود سرعت و کارایی سیستم عمل می باشد اما می تواند چالش هایی نیز به همراه داشته باشد.

اطلاعات قدیمی: یکی از مشکلات اصلی کشینگ، ذخیره سازی اطلاعات قدیمی است. اگر رکورد DNS تغییر کند و اطلاعات جدید به کش اضافه نشود، کاربران ممکن است به آدرس های نادرست هدایت شوند.

مدت زمان TTL: مدت زمان TTL (Time to Live) برای رکوردهای DNS می تواند بر روی کشینگ تأثیر بگذارد. اگر TTL بسیار طولانی باشد، ممکن است اطلاعات قدیمی برای مدت طولانی در کش باقی بماند.

مشکلات در به روزرسانی: در برخی موارد، به روزرسانی رکوردهای DNS در سرورهای مختلف ممکن است زمان بر باشد و این امر می تواند منجر به عدم تطابق اطلاعات در کش های مختلف شود.

نتیجه‌گیری

DNS (Domain Name System) به عنوان یکی از اجزای حیاتی زیرساخت اینترنت، نقش بسیار مهمی در تسهیل دسترسی به وبسایت ها و خدمات آنلاین ایفا می کند. به کاربران این امکان را می دهد که به راحتی و به سرعت به اطلاعات مورد نظر خود دسترسی پیدا کنند. اهمیت آن نه تنها در بهبود تجربه کاربری و سرعت بارگذاری وبسایت ها، بلکه در امنیت و مدیریت منابع اینترنتی نیز مشهود است. با این حال، چالش هایی مانند حملات DDoS، مشکلات کشینگ و تغییرات در رکوردهای DNS نیاز به توجه و مدیریت دقیق دارند. به طور کلی، دی ان اس تأثیر عمیقی بر عملکرد و کارایی سایت ها در اینترنت دارد.