DNS
데이터 프로토콜
실제 데이터를 포함하는 프로토콜
컨트롤 프로토콜
통신에 직접 관여하지 않지만, 첫 통신 관계를 맺거나 유지하는 데에 필요한 프로토콜
TCP/IP 프로토콜 스택에서는 ARP, ICMP, DNS가 주요 컨트롤 프로토콜이다.
개념
Domain Name System
도메인 주소를 IP 주소로 변환한다.
실제로 패킷을 만들어 통신하려면 3계층 IP 주소를 알아야 하므로 도메인 주소를 IP 주소로 변환하는 DNS가 필요하다.
도메인 주소
필요성
숫자로 구성된 IP 주소보다 의미있는 문자열로 구성된 도메인 주소가 사람이 인식하기에 훨씬 용이하므로, 대부분의 웹사이트는 도메인 주소 기반으로 운영된다.
내부 시스템의 서비스 간 연결에도 도메인 주소를 사용한다. IP 주소를 통해 서비스 간 연결을 맺을 경우 IP 변경 시 여러 가지 설정을 변경하거나 프로그램을 재배포해야 하는 경우가 발생한다. 하지만 도메인 주소를 사용하면 DNS 서버의 설정만 변경하면 된다.
보통 인터넷 연결을 위한 DNS와 내부 서비스 통신을 위한 DNS를 별도로 운영한다.
구조
도메인은 역트리 계층 구조이므로 최상위 루트부터 하위 레벨까지 단계적으로 원하는 주소로 찾아간다.
각 계층은
.으로 구분되며 뒤에서 앞으로 해석한다.최대 128계층까지 구성 가능하며 각 계층마다 최대 63바이트까지 사용할 수 있다. 구분자
.를 포함한 전체 도메인 이름 길이는 255바이트까지 사용 가능하다.알파벳, 숫자,
-만 사용 가능하다.
루트 도메인은 도메인을 구성하는 최상위 영역이다. DNS 서버에 도메인에 해당하는 데이터가 없다면 루트 DNS 서버에 조회 요청을 보낸다.
최상위 도메인인 TLD는 다음과 같은 유형으로 분리된다.
Generic TLD
특별한 제한없이 일반적으로 사용되는 도메인이며 세 글자 이상으로 구성된다.
com,edu,gov,int,mil,net,org
Country Code TLD
국가별 최상위 도메인이며 두 글자의 국가 코드를 사용한다.
co.kr,com.au, ...
Sponsored TLD
특정 목적을 위한 스폰서를 두고 있는 최상위 도메인이다.
aero,asia, ...
Infrastructure
중요한 인프라 식별자 공간을 지원하기 위해 전용으로 사용되는 최상위 도메인이다.
arpa.IN-ADDR.ARPA의 경우 이 도메인의 하위 도메인으로, IPv4 주소를 도메인 이름에 매핑하는 역방향 도메인에서 사용한다.
Generic-restricted
특정 기준을 충족하는 사람이나 단체가 사용할 수 있다.
biz,pro, ...
Test
테스트 목적으로 사용하는 최상위 도메인이다.
test
동작 방식
도메인을 쿼리하면 DNS 서버에 쿼리하기 전 로컬에 있는 DNS 캐시 정보를 확인한다.
DNS 캐시에 데이터가 없다면 DNS 서버에 쿼리를 보내 응답을 DNS 캐시에 저장한다.
DNS 캐시 정보는 기존에 DNS 조회를 통해 확인한 동적 DNS 캐시와 hosts 파일에 저장된 정적 DNS 캐시로 구성된다.
DNS 서버는 분산된 데이터베이스 형태로 동작한다.
DNS 서버는 기본적으로 루트 DNS에 대한 정보를 갖고 있으며, 클라이언트의 쿼리가 자신에게 없는 정보이면 루트 DNS에 쿼리하여 도메인의 TLD 값을 확인해 해당 TLD 값을 관리하는 DNS를 응답한다.
처음 질의를 받은 DNS가 루트 DNS부터 시작하여 상위 DNS에 쿼리를 보내 결괏값을 알아낸 후 최종 결과를 클라이언트에 응답한다.
재귀적 쿼리 : 쿼리를 보낸 클라이언트에 서버가 최종 결괏값을 반환하는 서버 중심 쿼리, 클라이언트와 로컬 DNS 간의 쿼리를 의미한다.
반복적 쿼리: 최종 값을 받을 때 까지 클라이언트에서 쿼리를 계속 진행하는 방식, 로컬 DNS 서버와 상위 DNS 구간의 쿼리를 의미한다.
마스터 / 슬레이브
마스터, 슬레이브 서버 모두 도메인 쿼리에 응답한다.
마스터 서버는 도메인에 대한 Zone 파일을 직접 생성해 도메인 관련 정보를 관리한다.
슬레이브 서버는 마스터에 만들어진 Zone 파일을 복제한다. (Zone Transfer)
마스터 서버로부터 인가받지 않은 다른 DNS 서버가 정보를 복제하지 않도록 복제 가능한 슬레이브 서버 정보를 입력해야 한다.
마스터 서버에 문제가 발생했을 때에는 슬레이브 서버도 도메인에 대한 질의를 정상적으로 처리할 수 없기 때문에, 만료 시간 안에 마스터 서버를 복구하거나 슬레이브 서버를 마스터로 전환해야 장애를 막을 수 있다.
모든 도메인에 대해 일괄적으로 마스터/슬레이브 서버를 설정하는 것이 바람직하다.
주요 레코드
도메인에는 다양한 내용을 매핑할 수 있는 레코드가 있다.
A(IPv4)
도메인 주소를 IP 주소로 변환하는 레코드
동일한 도메인을 가진 A 레코드를 여러 개 만들어 서로 다른 IP 주소와 매핑할 수 있다.
다수의 도메인에 동일한 IP를 매핑하고 HTTP 헤더의 HOST 필드에 도메인을 명시해 하나의 웹 서버에 여러 서비스를 구분해 제공할 수도 있다.
AAAA(IPv6)
A 레코드와 동일하지만 IPv6 주소 쳬계에서 사용된다.
CNAME
Canonical Name
별칭 이름을 사용하게 해주는 레코드이다.
www.naver.com을naver.com으로 매핑하여 IP 주소가 변경될 때naver.com에 매핑된 주소만 변경하면 된다.
SOA
Start of Authority
도메인 영역에 대한 권한을 나타내는 레코드이다.
현재 네임 서버가 이 도메인 영역에 대한 관리 주체임을 의미한다.
도메인 영역 선언 시 SOA 레코드를 반드시 만들어야 한다.
현재 도메인 관리에 필요한 속성값을 설정할 수 있다. 도메인 동기화에 필요한 타이머 값, TTL 값, 도메인 네임 서버, 관리자 정보를 설정한다.
NS
Name Server
도메인에 대한 권한이 있는 네임 서버 정보를 설정하는 레코드이다.
MX
Mail eXchange
메일 서버를 구성할 때 사용되는 레코드이다.
도메인을 메일 주소로 갖는 메일 서버를 선언한다.
다수의 MX 레코드를 선언해 우선 순위가 높은 서버로 메일을 보내보고, 실패 시 다음 순서의 서버로 보낼 수 있다.
PTR
Pointer
IP 주소에 대한 질의를 도메인 주소로 응답하기 위한 레코드이다.
즉, A 레코드가 정방향 조회용 레코드라면 PTR 레코드는 역방향 조회용 레코드이다.
하나의 IP 주소에 대해 하나의 도메인 주소만 가질 수 있다.
주로 화이트 도메인 구성용으로 사용된다.
TXT
도메인에 대한 설명 같은 텍스트를 입력하기 위한 레코드이다.
255자까지 사용할 수 있으며, 주로 화이트 도메인을 위한 SPF 레코드로 사용된다.
도메인 위임
보통 도메인에 대한 정보를 관리할 수 있는 네임 서버를 지정하지만, 도메인 내의 모든 레코드를 그 네임 서버가 직접 관리하지 않고 일부 영역에 대해서는 다른 곳에서 레코드를 관리하도록 위임할 수 있다.
대표적으로 CDN이나 GSLB를 사용한다.
특정 계층의 레코드를 위임하면 해당 레코드의 하위 계층은 함께 위임 처리된다.
예를 들어 blog.naver.com에 대한 레코드만 위임하더라도 section.blog.naver.com 도 함께 위임 처리된다.
TTL
DNS에 질의해 응답받은 결괏값을 캐시에서 유지하는 시간
DNS에 설정된 TTL 값에 따라 그 시간 동안만 로컬 캐시에 저장한다.
TTL이 너무 짧으면 DNS 정보 갱신이 빨라져 DNS 서버에 부하가 늘어나고, TTL이 너무 길면 도메인 정보가 변경되었을 때 정보 갱신이 지연된다.
리눅스의 경우 기본 DNS TTL 값이 3시간이다.
DNS TTL 외에도 다양한 시간 설정을 SOA 레코드에 정의할 수 있다.
refresh(새로 고침 간격): 보조 네임 서버에서 Zone Transfer를 통해 정보를 주기적으로 받아오는 주기
retry(다시 시도 간격): 보조 네임 서버가 주 네임 서버로 접근이 불가능할 때 재시도하는 주기
expire(다음 날짜 이후 만료): 보조 네임 서버가 주 네임 서버로부터 도메인 정보를 받아오지 못할 때 유지되는 시간. 해당 시간 동안 도메인 관련 정보를 받아오지 못하면 주 네임 서버에서 삭제된 것으로 간주하고 보조 네임 서버에서도 해당 도메인 정보를 삭제
화이트 도메인
정상적으로 발송하는 대량의 이메일이 비정상으로 간주되어 차단되는 것을 막기 위해, 사전에 등록된 개인이나 사업자에 한해 국내 주요 포탈 사이트로의 이메일 전송을 보장해주는 제도이다.
불법 스팸메일 발송 사이트들은 실시간 블랙리스트(RBL, Realtime Blackhole List) 정보로 관리된다.
화이트 도메인을 등록하려면 도메인에 SPF 레코드를 설정해 등록해야 한다.
SPF 레코드에 메일 서버 정보를 공개하면 수신 측 메일 서버에서는 해당 도메인을 통해 발송된 메일이 실제 메일 서버에 등록된 정보와 일치하는지 확인할 수 있다. 메일 정보와 도메인의 SPF 정보가 일치하지 않는다면 비정상적인 메일로 간주하며 된다.
SPF 레코드의 길이는 최대 512bytes이므로, 하나의 도메인에 화이트 도메인으로 등록할 수 있는 메일 서버의 개수가 제한되어 있다. 길이가 초과되면 작성된 값들이 모두 지워지므로 주의해야 한다.
Domain. IN TXT "v=spf1 ip4:x.x.x.x -all"한글 도메인
한글을 “퓨니코드”로 변경하고 이 퓨니코드로 DNS에 도메인을 생성하여 한글 도메인을 만들 수 있다.
퓨니코드란, 다국어 문자 셋으로부터 온 코드 포인트들을 기본적인 문자열(영숫자, 하이픈)들로 유일하게 표현한 것이다. 영어 이외의 문자를 사용해 도메인을 사용할 수 있도록 해주는 표준 코드이다.
GSLB
Global Server/Service Load Balancing
서비스 헬스 체크를 통해 안정적으로 도메인 질의 요청을 수행하도록 하고, 서로 다른 사이트로 트래픽을 분산시킬 수 있다.
필요성
DNS에서 동일한 레코드 이름으로 서로 다른 IP 주소를 동시에 설정하면 DNS 요청을 로드밸런싱할 수 있다.
하지만 서비스 상태의 정상 여부를 확인하지 않고 도메인에 대한 질의를 하게 된다.
GSLB는 등록된 도메인에 연결된 서비스가 정상적인지 헬스 체크를 수행하여 정상 상태인 레코드만 사용한다.
구성 방식
도메인 자체를 GSLB로 사용
GSLB를 도메인의 네임 서버로 사용한다.
도메인에 대한 권한을 갖는 네임 서버를 GSLB로 지정하여 도메인에 대한 모든 레코드를 등록해 처리한다.
모든 레코드에 대한 질의가 GSLB를 통해 이뤄지므로 GSLB에 부하가 갈 수 있다.
도메인 내의 특정 레코드만 GSLB를 사용
GSLB를 사용하려는 레코드에 대해서만 GSLB로 처리하도록 설정한다.
특정 레코드에 대해서만 GSLB로 처리를 이관하는 방식을 사용한다.
별칭(Alias) 사용 (CNAME 레코드 사용)
실제 도메인과 다른 별도의 도메인 레코드로 GSLB에 등록한다.
CNAME 레코드의 값으로 GSLB가 네임 서버로 등록된 도메인을 등록해두어, 최종적으로 GSLB에 재질의되도록 한다.
CDN처럼 GSLB를 운영해주는 외부 사업자가 있거나 GSLB를 사용해야 하는 도메인이 매우 많은 경우, 별도의 GSLB를 운영하기 위해 사용한다.
아래 예시를 보면 다음과 같은 순서로 DNS를 찾는다.
LDNS는 일단 도메인 이름을 기준으로 DNS 서버에 질의하여 CNAME 레코드를 확인한다.
CNAME으로부터 얻은 도메인 이름은 GSLB가 관리하므로, GSLB 도메인 이름에 대한 질의를 GSLB 서버에 보낸다.
GSLB에서 최종적으로 IP를 응답한다.
위임(Delegation) 사용 (NS 레코드 사용)
실제 도메인과 동일한 도메인 레코드를 사용하며 도메인 전체를 위임한다.
DNS에서 특정 FQDN에 대한 설정을 NS 레코드로 설정하면, NS 레코드의 값에 있는 네임 서버로 재질의한다.
DNS와 같은 도메인으로 GSLB를 운영하면서 계층적으로 GSLB를 이용한 FQDN을 관리할 때 사용한다. 즉, 하위 계층에 대해서도 일괄적으로 동일한 GSLB에 위임한다.
아래 예시를 보면 다음과 같은 순서로 DNS를 찾는다.
LDNS는 일단 도메인 이름을 기준으로 DNS 서버에 질의하여 NS 레코드를 확인한다.
NS으로부터 얻은 도메인 이름은 NS 값에 명시된 도메인 서버가 관리하므로, 도메인 이름에 대한 질의를 GSLB 서버에 보낸다.
GSLB에서 최종적으로 IP를 응답한다.
분산 방식
GSLB를 이용해 서비스를 분산하는 목적은 다음과 같다.
서비스 제공의 가능 여부를 체크해 트래픽 분산
지리적으로 멀리 떨어진 다른 데이터 센터에 트래픽 분산
지역적으로 가까운 서비스에 접속해 더 빠른 서비스 제공이 가능하도록 분산
서비스 응답/지연 시간(RTT/latency) 기준 또는 IP의 지리 정보를 이용해 분산할 수 있다.
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