Что такое DNS: как работает система доменных имен

Каждый раз, когда вы открываете сайт, браузер сначала должен понять, на каком сервере он находится. Именно для этого существует DNS.

Без DNS современный интернет был бы практически непригоден для использования. Вместо привычных адресов вроде google.com или wikipedia.org пришлось бы вводить длинные IP-адреса.

Но DNS нужен не только для поиска серверов. От его работы зависят скорость открытия сайтов, стабильность соединения и даже конфиденциальность ваших действий в интернете.

Что такое DNS?

DNS (Domain Name System) — это система, которая преобразует доменные имена в IP-адреса.

Например:

google.com ↓ 142.xxx.xxx.xxx

Браузер не понимает доменные имена. Чтобы подключиться к сайту, ему необходим IP-адрес сервера.

Поэтому DNS можно сравнить с адресной книгой интернета: вы вводите понятное название сайта, а DNS находит его сетевой адрес.

Почему DNS вообще существует?

Если бы DNS не существовало, пользователям пришлось бы запоминать IP-адрес каждого сайта.

Доменные имена решили сразу несколько задач:

• сайты проще запоминать;
• владелец сайта может менять IP-адрес сервера без изменения доменного имени;
• один сайт может работать сразу на нескольких серверах по всему миру.

Именно поэтому современные сайты могут легко масштабироваться и обслуживать миллионы пользователей.

Как работает DNS?

Когда вы вводите адрес сайта и нажимаете Enter, браузер не сразу обращается к серверу. Сначала он пытается узнать его IP-адрес.

Обычно процесс выглядит так:

Каждый этап выполняет свою задачу:

• Browser Cache — проверяет, знает ли браузер IP-адрес сайта.
• OS Cache — хранит DNS-записи для всех программ на устройстве.
• DNS Resolver — выполняет поиск, если записи нет в кеше.
• Authoritative DNS Server — возвращает актуальный IP-адрес домена.

После получения IP браузер может установить соединение с сайтом и начать загрузку страницы.

Что такое DNS Cache?

Чтобы не выполнять один и тот же запрос каждый раз, результаты DNS-поиска сохраняются в кеше.

Кеш используется:

• браузером;
• операционной системой;
• DNS-резолвером.

Благодаря этому:

• уменьшается количество DNS-запросов;
• часто посещаемые сайты открываются быстрее;
• снижается задержка при подключении.

Во многих случаях браузер вообще не обращается к DNS-серверу, потому что нужный IP уже сохранен.

Что такое TTL?

Каждая DNS-запись хранится в кеше ограниченное время.

Этот период называется TTL (Time To Live).

После окончания TTL запись автоматически обновляется при следующем обращении к сайту.

Это позволяет владельцам сайтов менять IP-адреса серверов, не создавая проблем для пользователей.

Почему DNS влияет на скорость загрузки сайта?

Любая загрузка сайта начинается именно с DNS.

Пока браузер не узнает IP-адрес, он не сможет установить соединение с сервером.

Если DNS отвечает медленно, вся цепочка загрузки начинается позже.

Однако после получения IP скорость уже зависит и от других факторов:

• задержки сети (RTT);
• TCP или QUIC;
• TLS Handshake;
• производительности сервера.

Подробнее обо всех этапах можно прочитать в статье «Что происходит, когда вы открываете сайт? От DNS-запроса до полной загрузки страницы».

Почему сайты иногда не открываются?

Не всегда проблема связана с самим сайтом.

Если DNS-сервер временно недоступен или не может найти нужную запись, браузер не получит IP-адрес и соединение не начнется.

В результате можно увидеть ошибки вроде:

• DNS_PROBE_FINISHED_NXDOMAIN;
• DNS Server Not Responding.

Во многих случаях смена DNS-сервера или ожидание обновления DNS-записей помогает решить проблему.

Почему DNS важен для конфиденциальности?

HTTPS защищает содержимое соединения, но перед этим браузеру все равно необходимо узнать IP-адрес сайта.

Для этого выполняется DNS-запрос, который сообщает DNS-серверу, какой домен вы хотите открыть.

Именно поэтому DNS играет важную роль в вопросах приватности.

Сегодня все чаще используются защищенные DNS-протоколы:

• DNS over HTTPS (DoH);
• DNS over TLS (DoT).

Они шифруют DNS-запросы между устройством и DNS-сервером, затрудняя их перехват в локальной сети.

Подробнее об этом можно узнать в статьях «Что такое HTTPS?» и «TLS Handshake Explained».

Как VPN работает с DNS?

VPN не заменяет DNS.

Он лишь меняет маршрут передачи DNS-запросов.

Без VPN запросы обычно отправляются DNS-серверам интернет-провайдера.

При подключении к VPN они проходят через защищенный туннель к DNS-серверам VPN-провайдера.

Это позволяет:

• скрыть DNS-запросы от локальной сети;
• уменьшить вероятность DNS Leak;
• повысить конфиденциальность при использовании общественных сетей.

Например, WhoX VPN направляет DNS-запросы через собственную инфраструктуру, помогая избежать ситуации, когда интернет-трафик идет через VPN, а DNS-запросы продолжают отправляться вашему провайдеру.

Именно поэтому после подключения к VPN рекомендуется убедиться, что DNS действительно использует серверы VPN, а не интернет-провайдера.

Как проверить DNS

После подключения к VPN или смены DNS-сервера полезно проверить, что все работает правильно.

На Whoer.net можно посмотреть:

• используемые DNS-серверы;
• наличие DNS Leak;
• публичный IP-адрес;
• WebRTC;
• IPv6.

Такая проверка занимает меньше минуты и помогает убедиться, что ваше соединение работает именно так, как задумано.