Fundamentos e operação do Sistema de Nomes de Domínio

O Sistema de Nomes de Domínio (DNS) converte nomes de domínio legíveis por humanos em endereços IP legíveis por máquinas.

Todos os sistemas computacionais na internet, desde seu desktop ou dispositivo móvel até os servidores que fornecem dados para grandes sites de varejo, usam números para se encontrar e se comunicar entre si. Esses números são chamados de endereços IP. Você não precisa memorizar e inserir uma série de números ao abrir um navegador web e acessar um site. Em vez disso, basta digitar um nome de domínio como example.com e ainda assim será direcionado à página correta.

Um serviço de DNS é um provedor amplamente distribuído que converte diretamente nomes legíveis por humanos nos endereços IP numéricos usados pelos computadores para se conectarem entre si. O sistema DNS na internet funciona de maneira semelhante a uma lista telefônica, pois gerencia o mapeamento entre informações de contato. Os servidores DNS convertem solicitações de nomes em endereços IP numéricos, determinando qual servidor um operador acessará ao digitar um nome de domínio no navegador web. Essas solicitações são chamadas de consultas.

Como o DNS funciona

A resolução do Sistema de Nomes de Domínio transforma um nome de domínio em um endereço IP compatível com computadores (como 192.168.1.1 ou 192.158.1.38). Cada dispositivo na internet recebe um endereço IP, e essa informação de contato é necessária para localizar o dispositivo adequado na internet, assim como um endereço residencial é usado para localizar uma casa específica. Quando um usuário solicita uma página web, é necessário realizar uma interpretação entre o que o operador digita no navegador web e o endereço compatível com máquinas necessário para localizar a página example.com.

Para compreender o processo de resolução DNS, é necessário primeiro conhecer os diversos componentes de hardware pelos quais uma consulta DNS deve passar. Exceto pela solicitação inicial, a consulta DNS ocorre "nos bastidores" do navegador web e não requer nenhuma interação por parte do computador do usuário.

Tipos de DNS

Um serviço de DNS autoritativo oferece um método de otimização para que os desenvolvedores gerenciem seus nomes de DNS públicos. Ele responde às consultas DNS convertendo nomes de domínio em endereços IP, permitindo que os computadores se comuniquem entre si. O DNS autoritativo tem autoridade final sobre um domínio e é responsável por responder aos servidores DNS recursivos com informações de endereço IP.

Os clientes raramente consultam serviços de DNS autoritativo diretamente. Em vez disso, normalmente se conectam a um provedor de DNS recursivo. Um serviço de DNS recursivo funciona de maneira semelhante a um concierge de hotel: embora não possua nenhum registro DNS, atua como uma interface que pode obter informações DNS em seu nome. Se um DNS recursivo armazenar em cache a referência DNS por algum tempo, ele responderá à consulta DNS fornecendo os detalhes de origem ou IP. Caso contrário, encaminhará a consulta a um ou mais servidores DNS confiáveis para obter as informações.

Quais etapas estão envolvidas em uma consulta DNS?

O Sistema de Nomes de Domínio é frequentemente associado à tradução de um nome de domínio para o endereço IP correspondente. Para entender como esse processo funciona, acompanhe o caminho de uma consulta DNS desde o navegador web até o método de consulta DNS e vice-versa. Vamos revisar as etapas.

Lembre-se de que as informações de consulta DNS são frequentemente armazenadas em cache, seja localmente na estação de trabalho que faz a consulta ou remotamente na infraestrutura DNS. Uma consulta DNS geralmente consiste em oito etapas. Quando os dados DNS estão em cache, algumas etapas do procedimento de consulta são ignoradas, tornando-o mais rápido. O exemplo a seguir mostra todas as etapas essenciais quando não há cache.

Etapa 1: Consulta do resolvedor DNS recursivo do sistema operacional

Como o sistema operacional não sabe a localização de "www.example.com", ele consulta um resolvedor DNS. A mesma consulta enviada pelo SO ao resolvedor DNS inclui um sinalizador especial que indica que se trata de uma "consulta recursiva". Isso significa que o resolvedor deve concluir a recursão e retornar um endereço IP ou um erro.

Etapa 2: Consulta iterativa do resolvedor DNS ao servidor raiz

O resolvedor começa solicitando o endereço IP de "www.example.com" a qualquer um dos servidores DNS raiz. Como essa consulta não possui o sinalizador recursivo, trata-se de uma "consulta iterativa", o que significa que a resposta deve ser a localização de um servidor de nomes autoritativo, um endereço ou um erro. O ponto "." oculto no final do nome de domínio representa a raiz. Esse "." extra não é necessário porque o navegador o adiciona automaticamente.

Etapa 3: Resposta do servidor raiz

Domínios de nível superior (TLDs) como .com, .de, .io e TLDs genéricos mais recentes como .cameras são hospedados nesses servidores raiz.

A raiz não possui o endereço IP de "www.example.com", mas sabe que o .com possui, então retorna a localização dos servidores .com. A raiz responde com uma lista dos 13 registros NS ou "servidor de nomes" para os servidores gTLD .com.

Etapa 4: Consulta iterativa do resolvedor DNS ao servidor TLD

O resolvedor então consulta um dos servidores de nomes .com para localizar o endereço de example.com. Cada TLD, assim como os servidores raiz, possui de 4 a 13 servidores de nomes em cluster em vários locais. Os TLDs são classificados em códigos de país (ccTLDs), gerenciados por organizações governamentais, e TLDs genéricos (gTLDs). Cada gTLD possui sua própria entidade comercial responsável por operar esses servidores. Neste caso, usaremos os servidores gTLD da Verisign, que gerenciam os gTLDs .com, .net, .edu e .gov.

Etapa 5: Resposta do servidor TLD

Cada servidor TLD mantém uma lista de todos os servidores de nomes confiáveis para cada domínio TLD. Por exemplo, cada um dos 13 servidores gTLD .com mantém uma lista de todos os servidores de nomes para cada domínio .com. O servidor gTLD .com não possui os endereços IP de example.com, mas sabe onde os servidores de nomes de example.com estão localizados. O servidor gTLD .com responde com uma lista de todos os registros NS de example.com. Neste caso, "example" possui 4 servidores de nomes, de "ns1.example.com" a "ns4.example.com".

Etapa 6: Consulta iterativa do resolvedor DNS ao NS de example.com

Por fim, o resolvedor DNS consulta o endereço IP de "www.example.com" em um dos servidores de nomes de example.

Etapa 7: Resposta do NS de example.com

Desta vez, o servidor de nomes consultado conhece os endereços IP e retorna um registro de endereço AAAA ou A (dependendo do tipo de consulta) para IPv6 e IPv4, respectivamente.

Etapa 8: Resposta do resolvedor DNS ao sistema operacional

Neste ponto, o resolvedor concluiu o procedimento de recursão e pode fornecer um endereço IP ao sistema operacional do usuário final.