전 세계의 DNS 서버가 연대한다. - [Ch 01. 웹 브라우저가 메시지를 만든다]

  이전까지 리졸버와 DNS 서버의 통신 과정을 살펴보았다. 이번에는 DNS 서버의 동작을 살펴보도록 하자.

 

📙 1. DNS 서버의 기본 동작

  DNS 서버의 기본 동작은 '클라이언트에서 조회 메시지를 받고 조회의 내용에 응답하는 형태로 정보를 회답하는 일'이다.

  조회 메시지에는 다음의 3가지 정보가 포함되어 있다.

1. 이름
   서버나 메일 배송 목적지(메일 주소에서 @ 뒷부분의 이름)와 같은 이름
2. 클래스
   인터넷 네트워크를 나타내는 'IN'이라는 클래스
   DNS의 구조를 고안했을 때 인터넷 이외에도 네트워크에서의 이용까지 검토하여 이것을 식별하기 위해 클래스라는 정보를 준비했다. 하지만 지금은 인터넷 이외의 네트워크는 소멸되어서 항상 IN이라는 값을 가진다.
3. 타입
   이름에 어떤 타입(종류)의 정보가 지원되는지를 나타낸다.
   타입이 A이면 이름에 IP 주소가 지원되는 것을 나타내고, MX이면 이름에 메일 배송 목적지가 지원된다는 것을 나타낸다. (그 외에도 PTR, CNAME, NS, SOA 등의 타입이 존재한다.)
   타입에 따라 클라이언트에 회답하는 정보의 내용이 달라진다.

 예를 들어, 이름이 www.lab.cyber.co.kr인 서버의 IP 주소를 조사할 때 클라이언트는 다음과 같은 정보를 포함한 조회 메시지를 DNS 서버에 보낸다.

1. 이름
   www.lab.cyber.co.kr
2. 클래스
   IN
3. 타입
   A

  그러면 DNS 서버는 등록된 정보를 찾아서 '이름, 클래스, 타입'의 세 가지가 일치하는 것을 찾는다.

  세 가지 항목이 모두 일치하는 것은 맨 위의 행이고, 여기에 등록되어 있는 192.0.2.226이라는 값을 클라이언트에 회답한다.

 

 

📙 2. 도메인의 계층

  앞에서 살펴본 예시는 DNS 서버에 이름과 IP 주소가 등록되어 있는 상황이다.

  하지만, 인터넷에는 막대한 수의 서버가 있고 이것을 전부 1대의 DNS 서버에 등록하는 것은 불가능하다. 그렇기 때문에 조회 메시지를 받은 DNS 서버에 정보가 등록되어 있지 않은 경우가 생기게 된다. 이 경우 DNS 서버가 어떻게 동작하는지를 살펴보자.

 

  결론부터 말하면 정보를 분산시켜서 다수의 DNS 서버에 등록하고, 다수의 DNS 서버가 연대하여 어디에 정보가 등록되어 있는지를 찾아내는 것이다.

 

  도메인명은 계층적 구조를 가진다. www.cyber.co.kr이라는 도메인의 경우 아래와 같은 계층을 가진다.

1. kr
   대한민국에 할당된 도메인
2. co
   국내의 도메인을 분류하기 위해 설치된 도메인
   회사를 나타냄
3. cyber
   회사에 할당된 도메인
4. www
   서버의 이름

  그래서 DNS 서버는 계층화된 도메인의 정보를 서버에 등록하는데, 하나의 도메인을 일괄적으로 취급한다.

  즉, 한 개의 도메인 정보를 일괄적으로 DNS 서버에 등록하느 것이고, 도메인 한 대의 정보를 분할하여 복수의 DNS 서버에 등록하는 것이 아니다.

  DNS 서버와 도메인은 항상 1:1이 아니라 한 대의 DNS 서버에 복수의 도메인 정보를 등록할 수 있다.

 

 

📙 3. 담당 DNS 서버를 찾아 IP 주소를 가져온다.

  이번에는 DNS 서버에 등록한 정보를 찾아내는 방법을 알아보자.

 

  인터넷에는 DNS 서버가 수만 대 있으므로 모든 서버를 살펴보면서 원하는 정보를 가져올 수는 없다. 그래서 아래와 같은 방법을 사용한다.

  먼저 하위의 도메인을 담당하는 DNS 서버의 IP 주소를 그 상위의 DNS 서버에 등록한다. 그리고 상위의 DNS 서버를 또 그 상위의 DNS 서버에 등록하는 식으로 차례대로 등록한다. 그러면 상위의 DNS 서버에 가면 하위의 DNS 서버의 IP 주소를 알 수 있게 된다.

 

 앞선 예시에서 www.cyber.co.kr의 최상위 도메인인 kr이 가장 상위에 있는 DNS 서버에 저장되어 있다고 생각할 수 있다. 하지만, kr 또는 com의 상위에 루트 도메인이라는 것이 존재한다.

  루트 도메인의 DNS 서버에 할당된 IP주소는 전 세계에 13개가 존재하고, 루트 도메인의 DNS 서버를 인터넷에 존재하는 DNS 서버에 전부 등록한다.

  여기까지가 계층 구조에 대한 설명이고 이제부터 어떻게 IP 주소를 가져오는지 살펴보자.

  DNS 서버에서 IP 주소를 가져오는 방법은 아래와 같다.

1. 가장 가까운 DNS 서버에 도메인 정보가 저장되어 있는지 확인한다.
2. 없다면, 루트 도메인으로 이동한다.
3. 루트 도메인부터 계층으로 나뉜 도메인을 이용하여 일치하는 정보가 있는 DNS 서버로 이동한다.
4. 해당 DNS 서버에서 IP주소를 가져온다.

 

 

📙 4. DNS 서버는 캐시 기능으로 빠르게 회답할 수 있다.

  DNS 서버를 찾는 과정에서 최상위 루트 도메인에서 차례대로 따라가지 않을 수도 있다. DNS 서버는 한 번 조사한 이름을 캐시에 기록하기 때문이다.

 

  그러나 캐시를 이용하면 빠르게 IP 주소를 받을 수 있어서 더 편리하지만, 캐시를 이용하는 경우 한 가지 주의점이 있다.

  캐시에 값을 저장한 후 등록 정보가 바뀔 수도 있다는 것이다. 그래서 DNS 서버에 등록하는 정보에는 유효 기간을 설정하고, 캐시에 저장한 데이터의 유효 기간이 지나면 캐시에서 삭제한다.

  또한, 조회에 회답할 때 정보가 캐시에 저장된 것인지, 아니면 등록처 DNS 서버에서 회답한 것인지 알려준다.

 

해당 글은 Tsutomu Tone 님의 '성공과 실패를 결정하는 1%의 네트워크 원리'를 참고하였습니다.