[네트워크] DNS(Domain Name System) 개념(Domain Name System) 개념, 원리와 실제 DNS 패킷 관찰

 

 

DNS(Domain Name System)

우리들이 www.naver.com 이나 www.google.com 를 웹브라우저를 통해 접속할때 문자열로 된 주소를 타이핑하여서 웹 사이트에 접속을 하게 되죠? 근데 컴퓨터는 글자로 된 주소는 사실 모르고, 서버 컴퓨터의 IP를 이용해서 웹사이트에 접속하게 됩니다. naver에 접속을 하면 위의 www로 시작하는 주소를 입력하여 접속해도 되지만 이번에는 IP주소를 직접 쳐서 들어가보세요. IP를 알아볼 수 있는 명령어는 nslookup입니다. 저는 naver와 nate의 주소를 알아보았습니다.

nslookup - naver

nslookup - nate

223.130.195.200이라는 IP주소를 웹브라우저에 쳐서 들어가도 똑같이 네이버에 접속이 가능합니다. 네이트의 주소는 120.50.131.112네요.

whois 명령을 사용하면 도메인의 등록 정보를 알아볼 수 있습니다. 단, 업체에서 whois서버가 따로 존재해야합니다. 사용 방법은 whois 도메인명 혹인 whois IP주소 를 쳐서 도메인 등록 정보를 알 수 있습니다. google도메인에 대한 정보를 알아봤습니다. whois google을 타이핑해보세요.

whois google

 

아무튼 그렇다면 컴퓨터가 어떻게 이 주소를 알수 있을까요? 컴퓨터는 다음의 순서로 알아냅니다. 

1. 로컬 DNS Cache에서 IP 검색

2. hosts파일에서 IP 검색

3. DNS 서버에 질의

로컬에 저장된 캐시에 해당 IP주소가 있는지 확인하고 그래도 없으면 hosts파일에서 IP를 찾아옵니다. (참고로 DNS Cache를 삭제하려면 /etc/init.d/dns-clean restart 명령을 사용하여 삭제하면 됩니다.)
이 DNS 캐시에도 없으면 DNS서버에 물어보게 되죠. hosts파일은 무엇일까요? 리눅스에서 /etc/hosts파일을 아래와 같이 수정해봅시다. 네이버의 주소를 네이트의 IP주소를, 네이트의 주소를 네이트의 IP주소로 저장해 놓으면 www.naver.com  접속시 네이트가 접속이 됩니다. 물론 악의적인 사람은 이 파일을 악용하는 사람들도 있겠죠?

 

 

hosts파일에도 맞는 IP주소가 없으면 이제 서버에 여쭈어보게 됩니다. 이 서버 불쌍한 놈입니다.. 우리가 알려달라고 하면 여기 저기 물어보고 그제서야 알려줍니다.

dns 질의

사용자의 컴퓨터는 google의 주소를 서버에 물어봅니다. 우리가 www.google.com이라고 치면 사실 www.google.com. 으로 되어 접속이 됩니다. 여기 맨 끝에 끝나는 . 을 루트 도메인이라고 부릅니다. 자, 우리가 직접 물어본 서버는 이제 최상위의 Root DNS서버(.)에게 google IP에 대해 질의합니다. Root DNS 서버는 다음 도메인(.com)의 서버를 알려줍니다. 이제 우리 서버는 COM 서버에 질의합니다. 이 불친절한 com 서버도 역시 google.com의 서버에게 질의하라고 넘깁니다. 이제 google.com 서버에 질의합니다. google.com은 www.google.com의 IP주소를 를 알려줍니다. 이제 우리의 서버는 IP주소를 사용자에게 알려주지요. 이렇게 주소를 받은 사용자 컴퓨터는 다음에 또 물어보기 미안하기 때문에 DNS Cache에 일정시간 동안 저장합니다.

이때 사용자가 질의하는 방식을 재귀적 질의(Recursive Query)라고 하며, DNS서버가 다른 DNS서버에게 질의하는 방식을 반복적 질의(Iterative Query)라고 합니다. 우리가 Recursieve Query를 날리는 서버는 보통 인터넷 서비스 제공 업체의 서버 주소입니다. Root DNS 서버나 Com DNS 서버를 Authoritative DNS 서버라고 합니다.

DNS서버의 IP주소는 어디에 기록되어 있을까요? 리눅스에서 /etc/resolv.conf 가 DNS 서버의 주소를 갖고 있습니다. 

/etc/resolv.conf

 

DNS는 보통 UDP 53번 포트를 사용합니다. TCP 53번도 쓰는 경우가 있는데, 이것은 DNS 헤더의 특수한 flag를 설정하면 TCP로 DNS 연결을 할 수 있고, 응답하는 데이터가 512 바이트를 넘어갈 경우 TCP를 통해 응답합니다.

실제 DNS 헤더는 어떤 정보를 담고 있을까요? 다음은 저의 DNS 패킷 중 하나입니다. 제가 사용하는 DNS서버의 주소는 210.220.163.82 인것을 알 수 있습니다. 여기에 Transaction ID와 Flag, 그리고 가장 밑에 질의(Query)를 볼 수 있습니다. 질의 형태(type)은 주로 A인데요. DNS의 본질인 IP주소를 받아오는 질의 타입이 A입니다.

 

 

DNS Query 요청

그리고 그에 대한 응답입니다. 응답에서 Transaction ID를 보면 이전에 요청했던 Transaction ID와 같은 것을 볼 수 있습니다. 그리고 우리가 알고 싶은 IP주소는 Answer필드에 있는 것을 볼 수 있네요.

DNS response

 

DNS의 패킷 그대로를 살펴보면 가장 마지막 4바이트가 우리가 원하는 주소라는 것을 알 수 있습니다. AC D9 A1 EE(172 217 161 238)이 주소이지요.

DNS raw packet

 

DNS의 질의는 아래 표에 정리되고 있습니다.

질의 TYPE	설명
A	도메인에 대한 IP 정보를 담고 있습니다.
ANY	도메인에 대한 모든 정보를 질의합니다.
MX	메일 서버에 대해 질의합니다.
NS	Name Server에 대한 질의를 합니다.
SOA	zone파일의 SOA 에 대해 질의합니다.
HINFO	Host에 대한 정보의 질의를 합니다.
PTR	Reverse Zone 파일에 설정된 PTR 레코드를 질의합니다.
CNAME	호스트의 Alias 정보에 대한 질의입니다.

 

이상으로 DNS에 대한 개념과 실 데이터를 구경해보았습니다.