Что такое DNS-сервер?

DNS-сервер — это ключевой элемент системы доменных имен (Domain Name System, DNS), который обрабатывает запросы на преобразование удобных для человека доменных имен в IP-адреса, используемые компьютерами для идентификации и обмена данными. Также известные как серверы имен или неймсерверы, DNS-серверы хранят DNS-записи и обрабатывают запросы пользователей, обеспечивая быструю и эффективную работу системы доменных имен.

Из-за того, что интернет огромен, не имеет единого центра управления и постоянно меняется, невозможно хранить на каждом компьютере информацию обо всех существующих доменах. Поэтому используется иерархическая и децентрализованная система DNS, которая позволяет распределенно хранить данные о доменах на множестве серверов по всему миру и обрабатывать миллионы DNS-запросов пользователей каждую секунду.

Децентрализация в системе доменных имен реализуется за счет того, что каждый домен закреплен за конкретным DNS-сервером, который полностью отвечает за его обслуживание. Этот сервер называется авторитетным DNS сервером (authoritative name server) и хранит все DNS-записи, такие как A, AAAA и CNAME, связывающие доменные имена с соответствующими IP-адресами. Авторитетный DNS-сервер также отвечает за предоставление этих записей по запросу.

Поскольку доменные имена имеют иерархическую структуру, такая же иерархия лежит в основе системы авторитетных DNS-серверов. В ней можно выделить несколько уровней:

• Корневой DNS-сервер — самый верхний уровень в иерархии DNS. Он помогает направлять запросы к соответствующим серверам доменов верхнего уровня (TLD). Во всем интернете существует только 13 корневых серверов, и именно с них начинается любой процесс преобразования домена в IP-адрес.
• DNS-сервер домена верхнего уровня (TLD-сервер) — обслуживает домены в рамках определенной доменной зоны, например .com, .net, .org, а также национальные домены верхнего уровня, такие как .uk или .de. Эти серверы помогают направлять запросы к авторитетным серверам более низкого уровня для дальнейшего преобразования.
• Авторитетный DNS-сервер домена нижнего уровня — хранит записи DNS для конкретных доменов и поддоменов и предоставляет окончательные ответы на соответствующие запросы.

Авторитетные DNS-серверы могут быть первичными или вторичными. Первичный DNS-сервер содержит оригинальные записи зоны и отвечает за их обновление. Вторичные серверы хранят копии этих записей, полученные от первичного с помощью механизма автоматического обновления, называемого трансфер зоны (AXFR). Такая схема обеспечивает избыточность: если первичный сервер становится недоступен, вторичный продолжает обрабатывать DNS-запросы, повышая надежность сервиса.

Совсем иную роль в системе DNS играет рекурсивный резолвер, который также называют рекурсивным сервером имен или DNS-рекурсором. Этот сервер выступает посредником между компьютером пользователя и авторитетными DNS-серверами.

Когда пользователь вводит доменное имя в браузере, DNS-запрос направляется именно к рекурсивному резолверу. Этот сервер занимается поиском нужного IP-адреса, последовательно отправляя запросы различным авторитетным DNS-серверам. Как следует из названия, резолвер выполняет этот поиск рекурсивно, проходя через уровни DNS-иерархии: начиная с корневых серверов, затем обращаясь к серверам доменов верхнего уровня, и в конце — к авторитетному серверу, на котором хранятся записи нужного домена.

Рекурсивные резолверы обычно также выполняют роль кэширующих серверов. Когда резолвер получает ответ от авторитетного сервера, он временно сохраняет его в своем кэше. Благодаря этому при повторных запросах к тому же домену сервер может сразу выдать результат, не выполняя весь процесс заново.

Кэширование позволяет значительно сократить время ответа и снизить нагрузку на авторитетные DNS-серверы. Записи в кэше хранятся ограниченное время — этот срок определяется значением TTL (time to live), заданным для каждой DNS-записи.

Рассмотрим различные роли DNS-серверов на примере запроса. Когда вы вводите curator.pro в адресной строке браузера, тот отправляет запрос к рекурсивному DNS-резолверу, чтобы получить соответствующий IP-адрес. Если резолвер уже имеет нужный ответ в кэше, он сразу возвращает его. Если нет — резолвер обращается к корневому DNS-серверу, который сообщает IP-адрес TLD-сервера для зоны .pro.

На следующем этапе рекурсивный резолвер направляет запрос к TLD-серверу зоны .pro и получает от него IP-адрес авторитетного DNS-сервера, обслуживающего домен curator.pro. Затем резолвер запрашивает этот авторитетный сервер, который возвращает IP-адрес веб-сервера, на котором размещен сайт curator.pro. Резолвер передает IP-адрес браузеру, и тот устанавливает соединение с веб-сервером.

Если запрашивается поддомен, например docs.curator.pro, резолвер дополнительно обращается к авторитетному серверу, содержащему записи для этого поддомена. Весь процесс происходит очень быстро — обычно за миллисекунды. Повторные запросы к тому же домену обрабатываются еще быстрее благодаря кэшированию DNS-записей в браузере, в операционной системе и на самом рекурсивном резолвере.

Стоит отметить, что конкретные роли DNS-серверов — такие как авторитетные серверы, рекурсивные резолверы, первичные и вторичные серверы — часто не уточняются, и все они называются просто DNS-серверами или неймсерверами. Хотя такое упрощение распространено, оно может вызывать путаницу, поскольку каждая роль связана с определенными функциями в системе доменных имен. Понимание этих различий важно для грамотного управления DNS-инфраструктурой и защиты серверов.

Если доменные имена не удается преобразовать в IP-адреса, запрашиваемые пользователями ресурсы становятся фактически недоступны — несмотря на полную работоспособность самих серверов. Это делает роль DNS-серверов критически важной, а сами серверы — частой мишенью DDoS-атак.

Несмотря на это, защите DNS-серверов часто не уделяют достаточного внимания, в результате чего они остаются уязвимым элементом цифровой инфраструктуры.

Для повышения устойчивости и защиты DNS-инфраструктуры от атак и сбоев следует использовать специализированные решения — например, CURATOR.SECONDARYDNS. Это надежный вторичный авторитетный DNS-сервер, обеспечивающий минимальные задержки и высокую устойчивость даже к наиболее масштабным DDoS-атакам. Данное решение является частью облачной платформы CURATOR, предназначенной для обеспечения непрерывной доступности цифровых сервисов организаций.