DNS: как имя сайта превращается в адрес

Браузер не умеет ходить «на сайт». Он умеет отправлять пакеты на IP-адрес — набор из четырёх чисел. Чтобы узнать адрес по имени, существует DNS — распределённая телефонная книга интернета. В прошлой части на это ушло 36 мс первого запроса и 0,6 мс второго. Разберёмся, что происходит за эти 36 мс и почему во второй раз почти ничего.

Это вторая часть цикла «Что происходит, когда открываешь сайт».

Никто не знает всех адресов

В DNS нет сервера, который знает адреса всех сайтов. Вместо этого книга разрезана на зоны, и каждая зона знает только, кому поручена следующая. Корень знает, кто отвечает за .ru. Серверы зоны .ru знают, кто отвечает за alekseychikun.ru. И только серверы самого сайта знают его адрес.

Ходит по этой цепочке не браузер, а рекурсивный резолвер — сервер провайдера или публичный вроде 1.1.1.1 и 8.8.8.8. Браузер задаёт ему один вопрос и получает готовый ответ, а все промежуточные запросы резолвер делает сам:

Пройти цепочку самому

dig +trace делает то же, что резолвер, но показывает каждый шаг. Вот что он выдал для этого сайта (лишнее убрано):

$ dig +trace +nodnssec alekseychikun.ru A

.                  262     IN NS  a.root-servers.net.
.                  262     IN NS  b.root-servers.net.
…                                  (всего 13 имён, от a до m)

ru.                172800  IN NS  a.dns.ripn.net.
ru.                172800  IN NS  b.dns.ripn.net.
…                                  (6 серверов зоны ru)

alekseychikun.ru.  345600  IN NS  ns1.beget.com.
alekseychikun.ru.  345600  IN NS  ns2.beget.com.
alekseychikun.ru.  345600  IN NS  ns1.beget.pro.
alekseychikun.ru.  345600  IN NS  ns2.beget.pro.

alekseychikun.ru.  300     IN A   203.0.113.22

Три перехода — три ответа:

1. корень не знает адреса сайта, но знает 13 имён корневых серверов и отправляет к серверам зоны ru. На деле за 13 именами — сотни машин по всему миру, отвечает ближайшая;
2. серверы зоны ru тоже не знают адреса, зато знают, какие серверы обслуживают этот домен. Это делегирование — его прописывают у регистратора, когда указывают DNS-серверы домена;
3. серверы домена — авторитетные — отвечают окончательно: запись A, IPv4-адрес.

Число во второй колонке — сколько ответ можно помнить

Вторая колонка — TTL, время жизни записи в секундах. Пока оно не вышло, резолвер не переспрашивает, а отвечает из своего кэша:

Запись	TTL	По-человечески
список серверов зоны ru	172 800	2 суток
делегирование домена (из зоны ru)	345 600	4 суток
адрес сайта (A)	300	5 минут

Вот почему второй запрос в прошлой части занял 0,6 мс: резолвер помнил и путь, и адрес. Верхние уровни меняются редко, их держат сутками. Адрес сайта мы держим 5 минут — чтобы при переезде на другой сервер новый адрес разошёлся быстро. Платим за это тем, что раз в 5 минут кто-то из посетителей снова ждёт полный ответ.

Одна находка из этого же вывода

Если спросить серверы самого домена, какие у него NS-записи, они назовут шесть серверов — к четырём из делегирования добавятся ещё два. Это не ошибка, всё работает: резолвер пойдёт к любому из тех, кого назвала зона ru. Но наборы стоит держать одинаковыми. Если однажды убрать из зоны сервер, который ещё прописан у регистратора, часть резолверов будет спрашивать его и получать отказ.

# что говорит родительская зона (делегирование)
dig +trace +nodnssec example.ru NS | tail -6
# что говорит сам домен
dig example.ru NS +short @ns1.example-dns.net

Какие записи встречаются чаще всего

Тип	Что хранит
A / AAAA	адрес IPv4 / IPv6
CNAME	«это имя — псевдоним другого имени», например www → основной домен
NS	какие серверы обслуживают зону
MX	куда доставлять почту
TXT	произвольный текст: SPF для почты, подтверждение прав на домен для поисковиков
CAA	каким центрам сертификации разрешено выпускать сертификаты на домен

В следующей части — что из этого ломается на практике: почему после смены адреса сайт ещё долго открывается на старом сервере, что делает запись «на всё» и откуда берётся SERVFAIL.