#9 DNS(Domain Name System)의 원리와 작동 방식

 

안녕하세요! 콱!꼬챙 입니다.

 

오늘은 STP에 대해 좀 더 자세히 공부해 보아요 ~

 

 

1. DNS란? – 인터넷의 주소록

인터넷에서 웹사이트에 접속할 때 우리는 흔히 www.example.com과 같은 도메인 이름을 사용합니다. 하지만 실제로 인터넷 통신은 숫자로 된 IP 주소(예: 192.168.1.1 또는 2001:db8::ff00:42:8329)를 기반으로 이루어집니다. DNS(Domain Name System)는 이러한 도메인 이름을 IP 주소로 변환해 주는 시스템으로, 쉽게 말해 인터넷의 "전화번호부" 역할을 합니다.

DNS가 없다면 사용자는 웹사이트에 접속할 때마다 해당 서버의 IP 주소를 기억해야 하므로 매우 불편할 것입니다. 예를 들어, www.google.com에 접속하려면 142.250.190.14와 같은 IP 주소를 직접 입력해야 합니다. DNS는 이러한 불편함을 해소하기 위해 사람이 읽기 쉬운 도메인 주소를 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소로 변환하는 역할을 합니다.

또한 DNS는 단순히 도메인과 IP 주소를 연결하는 것뿐만 아니라 부하 분산(load balancing), 보안(Security), 캐싱(Caching) 기능 등을 제공하여 인터넷의 효율성과 안정성을 높이는 중요한 역할을 합니다. 오늘날 인터넷이 원활하게 작동하는 데 있어 DNS는 필수적인 인프라 기술 중 하나입니다.

 

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2. DNS의 작동 원리 – 단계별 도메인 조회 과정

DNS는 계층적인 구조를 가지며, 사용자가 도메인 이름을 입력하면 여러 서버를 거쳐 IP 주소를 찾는 과정을 거칩니다. 도메인 조회 과정은 크게 4단계로 이루어집니다.

1) 사용자의 요청(Recursive Query)

사용자가 브라우저에 www.example.com을 입력하면, 컴퓨터는 먼저 운영체제 또는 로컬 네트워크에 저장된 DNS 캐시를 확인합니다. 만약 캐시에 해당 도메인의 IP 주소가 없다면, **로컬 DNS 리졸버(Resolver)**가 DNS 요청을 보내게 됩니다.

2) 루트 네임서버(Root Name Server) 조회

로컬 DNS 리졸버는 먼저 인터넷의 최상위 DNS 계층인 루트 네임서버에 요청을 보냅니다. 루트 네임서버는 도메인의 최상위 계층(.com, .org, .net 등)을 담당하는 TLD(Top-Level Domain) 네임서버의 주소를 반환합니다.

3) TLD 네임서버 조회

루트 네임서버로부터 받은 정보를 기반으로, 로컬 DNS 리졸버는 해당 도메인의 TLD 네임서버(예: .com 도메인용 TLD 서버)에 다시 요청을 보냅니다. 그러면 TLD 네임서버는 example.com을 관리하는 **권한 네임서버(Authoritative Name Server)**의 주소를 반환합니다.

4) 권한 네임서버 조회 및 응답

마지막으로, 로컬 DNS 리졸버는 example.com의 권한 네임서버에 요청을 보냅니다. 권한 네임서버는 해당 도메인의 정확한 IP 주소를 가지고 있으며, 이를 로컬 DNS 리졸버에 반환합니다. 이렇게 반환된 IP 주소는 브라우저에 전달되며, 사용자는 최종적으로 웹사이트에 접속할 수 있습니다.

이 과정이 순식간에 이루어지지만, 많은 서버를 거치기 때문에 네트워크 속도가 저하될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 DNS 캐싱이 사용됩니다.

 

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3. DNS 캐싱과 성능 최적화 – 빠른 네트워크 연결을 위한 핵심 기술

DNS 요청을 처리하는 데 걸리는 시간을 단축하기 위해 캐싱(Caching) 기술이 활용됩니다.

1) 브라우저 및 운영체제(OS) 캐싱

웹 브라우저와 운영체제는 최근에 방문한 도메인의 IP 주소를 일정 시간 동안 저장합니다. 이를 통해 동일한 웹사이트를 반복적으로 방문할 때, DNS 요청을 다시 수행하지 않고 캐시된 데이터를 활용하여 빠르게 접속할 수 있습니다.

2) ISP(인터넷 서비스 제공업체) DNS 캐싱

인터넷 서비스 제공업체(ISP)에서도 DNS 요청을 효율적으로 처리하기 위해 DNS 캐싱을 수행합니다. 만약 여러 사용자가 동일한 웹사이트를 방문하면, ISP의 DNS 서버가 미리 저장한 IP 주소를 활용하여 응답 시간을 단축합니다.

3) CDN(Content Delivery Network)과 DNS

대형 웹사이트는 전 세계에 분산된 서버를 활용하는 **CDN(Content Delivery Network)**을 사용합니다. DNS는 사용자의 위치에 따라 가장 가까운 CDN 서버의 IP 주소를 반환하여 빠른 응답 속도를 제공합니다. 예를 들어, 한국에서 www.youtube.com에 접속하면 미국이 아닌 한국 내 CDN 서버에서 콘텐츠를 제공받을 수 있습니다.

이러한 DNS 캐싱과 CDN 연동은 웹사이트의 로딩 속도를 개선하고, 네트워크 부하를 줄이며, 사용자 경험을 향상시키는 핵심적인 역할을 합니다.

 

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4. DNS 보안 위협과 대응 방법 – 안전한 네트워크 환경을 위한 필수 지식

DNS는 인터넷의 핵심 인프라이지만, 여러 보안 위협에 노출될 수 있습니다. 대표적인 DNS 보안 위협과 이에 대한 대응 방법을 알아보겠습니다.

1) DNS 스푸핑(DNS Spoofing)

DNS 스푸핑은 공격자가 가짜 DNS 응답을 사용자에게 전달하여 악성 사이트로 유도하는 공격 방식입니다. 이를 방지하기 위해 **DNSSEC(DNS Security Extensions)**을 사용하여 DNS 데이터의 무결성을 검증해야 합니다.

2) DDoS(Distributed Denial of Service) 공격

DNS 서버를 대상으로 대량의 요청을 보내 네트워크를 마비시키는 공격입니다. 이를 방어하기 위해 클라우드 기반의 DNS 보호 서비스(예: Cloudflare, Google Public DNS)를 활용할 수 있습니다.

3) 프라이버시 보호를 위한 DoH와 DoT

일반적인 DNS 요청은 암호화되지 않지만, **DoH(DNS over HTTPS)**와 DoT(DNS over TLS) 기술을 사용하면 DNS 요청을 암호화하여 개인정보 보호를 강화할 수 있습니다.

이와 같은 보안 조치를 적용하면 DNS 인프라를 보다 안전하게 운영할 수 있으며, 사용자 개인정보 보호 및 네트워크 보안을 강화할 수 있습니다.

 

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결론 – 인터넷의 핵심 기술, DNS

DNS는 인터넷이 원활하게 작동하는 데 필수적인 역할을 하며, 도메인 이름을 IP 주소로 변환하여 사용자가 쉽게 웹사이트에 접근할 수 있도록 도와줍니다. 계층적인 DNS 구조와 캐싱 기술을 통해 네트워크 성능을 최적화할 수 있으며, 보안 위협으로부터 보호하기 위해 DNSSEC, DoH 등의 기술이 활용되고 있습니다.

오늘날 인터넷 환경에서 DNS의 중요성은 더욱 커지고 있으며, 특히 빠르고 안전한 네트워크 환경을 구축하려면 DNS 보안 강화가 필수적입니다. 기업이나 개인이 안정적인 네트워크를 운영하려면 DNS의 원리를 이해하고 최적화 및 보안 조치를 적절히 적용하는 것이 중요합니다.