DNS là gì ? cách hoạt động ?

[skins]

I. Tìm Hiểu​

DNS (Domain Name System) là hệ thống phân giải tên miền thành địa chỉ IP để các thiết bị trên mạng internet có thể tìm thấy và liên lạc với nhau. Nói cách khác, DNS giống như danh bạ điện thoại của internet, giúp chuyển đổi các tên miền dễ nhớ (như www.example.com) thành các địa chỉ IP (như 192.0.2.1) mà máy tính sử dụng để xác định và giao tiếp với nhau.

Lợi ích của DNS​

1. Đơn giản hóa việc truy cập internet:
   • Dễ nhớ hơn: Thay vì nhớ các địa chỉ IP dài và phức tạp, người dùng chỉ cần nhớ tên miền.
   • Tính tiện lợi: Người dùng chỉ cần nhập tên miền vào trình duyệt để truy cập trang web mong muốn.
2. Phân tải và giảm tải:
   • Caching: Các máy chủ DNS lưu trữ tạm thời các truy vấn, giúp giảm thời gian truy vấn cho các lần sau và giảm tải cho các máy chủ gốc.
   • Phân tải: DNS cho phép phân phối lưu lượng truy cập qua nhiều máy chủ, cải thiện hiệu suất và khả năng chịu tải của hệ thống.
3. Tính ổn định và khả năng mở rộng:
   • Ổn định: Hệ thống DNS phân tán và có tính dư thừa cao, đảm bảo hoạt động liên tục ngay cả khi một phần của hệ thống gặp sự cố.
   • Mở rộng: DNS có khả năng mở rộng dễ dàng, phù hợp với sự phát triển không ngừng của internet.
4. Bảo mật:
   • DNSSEC (DNS Security Extensions): DNSSEC cung cấp các phương thức bảo mật giúp ngăn chặn các cuộc tấn công giả mạo (DNS spoofing) và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu DNS.
5. Hỗ trợ các dịch vụ khác:
   • Email: DNS cung cấp các bản ghi MX (Mail Exchange) giúp định tuyến email tới các máy chủ thư phù hợp.
   • Load balancing: DNS giúp phân phối tải qua nhiều máy chủ, cải thiện hiệu suất và độ tin cậy.

Hạn chế của DNS​

1. Tấn công và bảo mật:
   • DNS Spoofing: Tấn công giả mạo DNS nhằm chuyển hướng truy vấn tới các trang web giả mạo.
   • DDoS Attack: Tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) có thể làm quá tải các máy chủ DNS, gây gián đoạn dịch vụ.
2. Sự phụ thuộc vào hệ thống phân tán:
   • Cấu trúc phân tán: Mặc dù cấu trúc phân tán của DNS mang lại tính ổn định cao, nhưng cũng có thể gặp vấn đề khi một phần của hệ thống bị lỗi hoặc bị tấn công.
   • Quá trình phân giải nhiều bước: Quá trình phân giải DNS có thể gặp trục trặc ở bất kỳ bước nào, gây ra sự chậm trễ hoặc lỗi truy cập.
3. Cập nhật và tuyên truyền thay đổi:
   • Thời gian cập nhật: Thay đổi bản ghi DNS có thể mất thời gian để tuyên truyền toàn bộ hệ thống (thường là 24-48 giờ).
   • Cache: Các máy chủ DNS và trình duyệt lưu trữ cache bản ghi DNS, điều này có thể gây ra sự chậm trễ trong việc áp dụng các thay đổi.
4. Phức tạp trong quản lý:
   • Quản lý bản ghi: Việc quản lý và cập nhật bản ghi DNS có thể phức tạp và đòi hỏi kỹ thuật cao.
   • Cấu hình sai: Sai sót trong cấu hình DNS có thể dẫn đến việc các tên miền không hoạt động hoặc bị chuyển hướng sai.

II. Các loại máy chủ DNS chính​

1. Root DNS Servers:
   • Số lượng: Có tổng cộng 13 cụm máy chủ root (được đánh số từ A đến M), nhưng thực tế có hàng trăm máy chủ phân tán trên toàn thế giới để cung cấp độ tin cậy và phân tải.
   • Chức năng: Cung cấp thông tin về các máy chủ DNS của các Top-Level Domain (TLD) như .com, .org, .net.
2. Top-Level Domain (TLD) DNS Servers:
   • Số lượng: Mỗi TLD (như .com, .net, .org, .edu, .vn, v.v.) có nhiều máy chủ DNS quản lý các tên miền dưới TLD đó.
   • Chức năng: Cung cấp thông tin về các máy chủ DNS có thẩm quyền cho từng tên miền cụ thể dưới TLD.
3. Authoritative DNS Servers:
   • Số lượng: Mỗi tổ chức hoặc cá nhân quản lý một tên miền sẽ có ít nhất một, thường là nhiều hơn, máy chủ DNS có thẩm quyền quản lý các bản ghi DNS cho tên miền đó.
   • Chức năng: Lưu trữ và trả về các bản ghi DNS thực tế cho tên miền (ví dụ: A, CNAME, MX, TXT).
4. Recursive DNS Servers (DNS Resolvers):
   • Số lượng: Mỗi ISP (nhà cung cấp dịch vụ internet) và nhiều tổ chức khác đều triển khai các máy chủ DNS recursive để phân giải tên miền cho người dùng của họ.
   • Chức năng: Nhận yêu cầu từ máy khách và thực hiện quá trình phân giải tên miền bằng cách truy vấn các máy chủ DNS khác (root, TLD, authoritative).

Cơ sở hạ tầng DNS trên toàn thế giới​

• Phân tán rộng rãi: Hệ thống DNS được phân tán rộng rãi trên toàn cầu, với hàng triệu máy chủ DNS từ các tổ chức, ISP, và nhà cung cấp dịch vụ DNS.
• Độ tin cậy và sẵn sàng cao: Nhờ vào cấu trúc phân tán và sử dụng nhiều bản sao máy chủ, hệ thống DNS đảm bảo độ tin cậy và sẵn sàng cao, giúp internet hoạt động ổn định.
• Các nhà cung cấp dịch vụ DNS phổ biến: Nhiều công ty cung cấp dịch vụ DNS công cộng như Google Public DNS, Cloudflare, OpenDNS, và các nhà cung cấp khác cũng có hàng ngàn máy chủ phân tán trên toàn cầu để cung cấp dịch vụ phân giải tên miền nhanh chóng và đáng tin cậy.

III. Cách thức hoạt động của DNS​

1. Người dùng nhập tên miền: Khi bạn nhập một tên miền vào trình duyệt (ví dụ: www.example.com), yêu cầu này sẽ được gửi đến một máy chủ DNS để phân giải tên miền thành địa chỉ IP.
2. Trình duyệt kiểm tra cache: Trình duyệt đầu tiên sẽ kiểm tra cache của nó để xem liệu tên miền đã được phân giải trước đó và còn trong cache hay không. Nếu có, nó sẽ sử dụng địa chỉ IP này.
3. Hệ điều hành kiểm tra cache: Nếu trình duyệt không có thông tin, hệ điều hành sẽ kiểm tra cache của nó.
4. Yêu cầu gửi tới máy chủ DNS cục bộ: Nếu hệ điều hành không có thông tin, yêu cầu sẽ được gửi tới máy chủ DNS cục bộ (thường là của ISP).
5. Máy chủ DNS cục bộ kiểm tra cache: Máy chủ DNS cục bộ kiểm tra cache của nó. Nếu có, nó sẽ trả về địa chỉ IP cho trình duyệt.
6. Truy vấn tới Root DNS Server: Nếu máy chủ DNS cục bộ không có thông tin, nó sẽ gửi truy vấn tới một trong các Root DNS Server. Root DNS Server không có thông tin cụ thể về tên miền, nhưng nó có thể chỉ dẫn tới máy chủ DNS của Top-Level Domain (TLD) (ví dụ: .com, .net).
7. Truy vấn tới TLD DNS Server: Root DNS Server sẽ trả về địa chỉ của TLD DNS Server. Máy chủ DNS cục bộ sau đó gửi truy vấn tới TLD DNS Server.
8. Truy vấn tới Authoritative DNS Server: TLD DNS Server sẽ trả về địa chỉ của Authoritative DNS Server, là máy chủ có thông tin chính xác về tên miền.
9. Lấy địa chỉ IP từ Authoritative DNS Server: Máy chủ DNS cục bộ sẽ gửi truy vấn cuối cùng tới Authoritative DNS Server để lấy địa chỉ IP của tên miền.
10. Trả về địa chỉ IP: Địa chỉ IP được trả về từ máy chủ DNS cục bộ tới máy tính của người dùng và cuối cùng là tới trình duyệt.
11. Trình duyệt kết nối với máy chủ: Với địa chỉ IP, trình duyệt sẽ kết nối trực tiếp tới máy chủ web để tải nội dung trang web

Ví dụ minh họa​

1. Người dùng nhập www.example.com vào trình duyệt.
2. Trình duyệt gửi yêu cầu DNS tới máy chủ DNS cục bộ (của ISP).
3. Máy chủ DNS cục bộ kiểm tra cache của nó. Không có thông tin.
4. Máy chủ DNS cục bộ gửi truy vấn tới Root DNS Server.
5. Root DNS Server trả về địa chỉ của .com TLD DNS Server.
6. Máy chủ DNS cục bộ gửi truy vấn tới .com TLD DNS Server.
7. .com TLD DNS Server trả về địa chỉ của Authoritative DNS Server cho example.com.
8. Máy chủ DNS cục bộ gửi truy vấn tới Authoritative DNS Server.
9. Authoritative DNS Server trả về địa chỉ IP cho www.example.com.
10. Máy chủ DNS cục bộ trả về địa chỉ IP cho máy tính của người dùng.
11. Trình duyệt kết nối với máy chủ web tại địa chỉ IP và tải nội dung trang web.

Hệ thống DNS giúp giảm tải cho người dùng trong việc nhớ các địa chỉ IP phức tạp và cung cấp cách phân giải tên miền nhanh chóng và hiệu quả.

VI. Tóm Tắt​

DNS là một phần quan trọng và không thể thiếu của internet, mang lại nhiều lợi ích về tính tiện lợi, hiệu suất và bảo mật. Tuy nhiên, hệ thống DNS cũng đối mặt với những thách thức về bảo mật, quản lý và cập nhật. Việc hiểu rõ các lợi ích và hạn chế của DNS giúp các quản trị viên và người dùng có thể tận dụng tốt nhất công nghệ này và đối phó hiệu quả với các vấn đề có thể phát sinh.