Sistema de Nomes de Domínio

O Sistema de Nomes de Domínio é o diretório distribuído da Internet, traduzindo nomes de domínio legíveis por humanos em endereços IP que a rede necessita, através de uma hierarquia de servidores autoritativos delegados e de cache generalizada.

Definition

O Sistema de Nomes de Domínio é um serviço de nomes hierárquico e distribuído que mapeia nomes de domínio para endereços IP e outros registros, implementado por uma rede de servidores de nomes autoritativos delegados e resolvedores de cache.

Scope

Este tópico abrange o DNS: seu espaço de nomes hierárquico e zonas; os papéis dos servidores raiz, de domínio de nível superior e de nomes autoritativos; resolução recursiva e iterativa; registros de recursos (como A, AAAA, NS, MX e CNAME); valores de cache e tempo de vida que tornam o sistema escalável; e a dependência do DNS no UDP para a maioria das consultas. Também aborda o papel do DNS além da simples pesquisa, como na distribuição de carga e redirecionamento de CDN. Exclui os protocolos de aplicação e os sistemas de entrega de conteúdo que dependem dele.

Core questions

• Por que a Internet precisa de um sistema de nomes separado dos endereços IP?
• Como o espaço de nomes do DNS é organizado hierarquicamente em zonas e delegações?
• Como as consultas recursivas e iterativas resolvem um nome para um endereço?
• Como o cache e os valores de tempo de vida tornam o DNS escalável e rápido?
• Quais tipos de registro de recurso o DNS usa e o que cada um representa?

Key concepts

• hierarquia de nomes de domínio
• zonas e delegação
• servidores raiz, TLD e autoritativos
• resolução recursiva e iterativa
• registros de recurso (A, AAAA, NS, MX, CNAME)
• cache e tempo de vida (TTL)
• DNS sobre UDP
• distribuição de carga baseada em DNS

Key theories

Nomenclatura hierárquica e delegada

O DNS particiona o espaço de nomes em uma árvore de domínios e delega a autoridade para subárvores aos servidores de nomes de diferentes organizações, de modo que nenhuma entidade única precise conhecer todos os nomes e a administração seja distribuída.

Resolução e cache

Um resolvedor responde a uma consulta seguindo a hierarquia desde a raiz até os servidores autoritativos, então armazena o resultado em cache pelo seu tempo de vida; o cache agressivo significa que a maioria das pesquisas nunca atinge os servidores autoritativos, o que é essencial para a escalabilidade do DNS.

Clinical relevance

O DNS é uma dependência crítica de quase todas as interações online: navegação na web, e-mail e conexões de aplicativos começam com uma pesquisa de nome, portanto, o desempenho e a disponibilidade do DNS moldam a experiência do usuário, e as interrupções do DNS se propagam por todos os serviços. O DNS também é usado para direcionar usuários a servidores próximos para entrega de conteúdo e balanceamento de carga, e sua segurança (via DNSSEC e DNS criptografado) é uma preocupação ativa.

History

Antes do DNS, os nomes de host eram mapeados para endereços por um único arquivo compartilhado que não era escalável. Paul Mockapetris projetou o Sistema de Nomes de Domínio em meados da década de 1980 (RFCs 1034 e 1035, 1987) como uma alternativa distribuída e hierárquica. Desde então, o DNS cresceu enormemente, adicionando tipos de registro, nomes internacionalizados, extensões de segurança (DNSSEC) e transporte criptografado, mantendo-se arquitetonicamente fiel ao seu design original.

Debates

DNS criptografado versus visibilidade operacional

A criptografia de consultas DNS (DNS sobre HTTPS/TLS) protege a privacidade do usuário de observadores no caminho, mas também reduz a visibilidade dos operadores de rede usada para filtragem e solução de problemas e pode centralizar a resolução em alguns grandes provedores; o equilíbrio entre privacidade e controle é debatido.

Key figures

• Paul Mockapetris
• James F. Kurose
• Keith W. Ross

Seminal works

• rfc1034
• rfc1035
• kurose2021

Frequently asked questions

O que o DNS faz?

O DNS traduz um nome amigável para humanos, como example.com, no endereço IP que a rede precisa para rotear pacotes para o servidor correto. É a "lista telefônica" da Internet, e faz essa pesquisa através de uma hierarquia distribuída de servidores com intenso cache para que seja escalável para toda a Internet.

Por que o DNS é distribuído em vez de um único servidor grande?

Um único servidor não conseguiria lidar com o volume de consultas, seria um ponto único de falha e não poderia ser administrado por todas as organizações do mundo. O DNS, em vez disso, delega a autoridade sobre partes do espaço de nomes a muitos servidores e armazena os resultados em cache amplamente, de modo que a carga e o controle são distribuídos e o sistema é resiliente.