[CS Network] DNS - 도메인 네임 시스템의 기능과 중요성

 

안녕하세요 펭귄 교수입니다.

 

DNS(Domain Name System)는 인터넷에서 웹사이트나 네트워크 장치에 접근할 수 있게 해주는 핵심 시스템 중 하나입니다. DNS는 사람이 기억하기 쉬운 도메인 네임을 숫자로 이루어진 IP 주소로 변환하는 역할을 합니다.

예를 들어, 우리가 익숙하게 사용하는 www.google.com과 같은 도메인 네임을

172.217.5.110과 같은 IP 주소로 변환해주는 시스템입니다.

 

이 글에서는 DNS의 기능과 그 중요성, 그리고 DNS가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

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1. DNS란 무엇인가?

도메인 네임 시스템(DNS)은 전 세계적으로 분산된 데이터베이스로, 도메인 네임을 IP 주소로 변환하는 역할을 합니다. 컴퓨터는 IP 주소를 통해 통신을 하지만, 사람이 숫자로 이루어진 IP 주소를 외우기는 어렵습니다. 그래서 DNS는 사람이 쉽게 기억할 수 있는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 역할을 맡습니다.

 

DNS는 전화번호부와 유사한 방식으로 작동합니다. 사람이 누군가의 이름을 알면 전화번호부에서 그 사람의 전화번호를 찾을 수 있듯이, DNS 서버는 사용자가 입력한 도메인 네임을 받아서 그에 해당하는 IP 주소를 제공합니다.

DNS의 주요 기능:

• 도메인 이름을 IP 주소로 변환
• 인터넷 자원의 위치 식별
• 도메인 이름 관리를 통해 쉽게 접근 가능하게 함

 

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2. DNS의 중요성

DNS는 인터넷의 필수적인 구성 요소로서, 다음과 같은 이유로 중요합니다:

1) IP 주소 기억의 복잡성 해소

IP 주소는 숫자와 점으로 구성된 복잡한 형식입니다. 예를 들어, 192.168.1.1 같은 IP 주소를 모두 기억하는 것은 어렵습니다. 하지만 www.example.com과 같은 도메인 이름은 기억하기 쉽습니다. DNS는 사용자가 도메인 이름만 기억하고 입력하면 자동으로 IP 주소를 찾아줍니다.

2) 인터넷 연결 속도 향상

DNS는 분산된 시스템으로 작동하며, 가까운 DNS 서버를 사용해 빠르게 도메인 네임을 IP 주소로 변환합니다. 이는 인터넷 접속 속도를 향상시킵니다. 예를 들어, 브라우저에서 URL을 입력했을 때, DNS 서버가 해당 URL의 IP 주소를 신속하게 찾아 웹사이트에 연결됩니다.

3) 도메인 관리 용이성

DNS는 웹사이트와 서버의 도메인 이름을 쉽게 관리할 수 있게 해줍니다. 서버의 IP 주소가 변경되더라도 DNS 설정을 통해 사용자에게는 여전히 같은 도메인 이름을 통해 웹사이트에 접속할 수 있게 해줍니다. 이는 기업이나 웹사이트 운영자들이 IP 주소 변경에 따른 복잡한 절차를 생략하게 해줍니다.

4) 보안

DNS는 기본적으로 신뢰할 수 있는 인터넷 환경을 제공하지만, 이를 악용하는 공격도 존재합니다. 이러한 보안 문제를 해결하기 위해 DNS는 DNSSEC(Domain Name System Security Extensions)와 같은 보안 확장 기술을 제공합니다. DNSSEC은 도메인 이름과 IP 주소 간의 매핑이 신뢰할 수 있는지 확인하는 추가적인 보안 계층입니다.

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3. DNS의 작동 원리

DNS의 작동 과정은 사용자가 웹 브라우저에 도메인 네임을 입력하는 순간부터 시작됩니다. 이 과정은 여러 단계로 나뉘며, DNS 서버들은 계층 구조로 상호작용합니다. 이를 통해 최종적으로 IP 주소를 제공하게 됩니다.

DNS의 주요 작동 단계:

1. 도메인 이름 입력 사용자가 브라우저에 www.example.com과 같은 도메인 이름을 입력하면, 컴퓨터는 이 도메인 이름을 처리하기 위해 DNS 서버에 요청을 보냅니다.
2. DNS 리졸버(Resolver) 사용자의 장치는 먼저 **리졸버(Resolver)**라는 로컬 DNS 서버에 요청을 보냅니다. 리졸버는 클라이언트의 요청을 받아 DNS 서버로 전달하는 중간 역할을 합니다. 이 리졸버는 사용자가 자주 접속하는 웹사이트의 정보가 저장된 캐시를 확인합니다. 만약 캐시에 정보가 있다면, 요청을 빠르게 처리하여 IP 주소를 반환합니다.
3. 루트 네임 서버(Root Name Server) 캐시에 해당 정보가 없다면, 리졸버는 루트 네임 서버로 요청을 전달합니다. 루트 네임 서버는 DNS 계층 구조에서 최상위에 위치한 서버입니다. 루트 네임 서버는 사용자가 요청한 도메인 네임이 어느 최상위 도메인(.com, .org, .net 등)에 속하는지 확인하고, 그 정보를 TLD(Top-Level Domain) 네임 서버로 전달합니다.
4. TLD 네임 서버 루트 네임 서버는 해당 도메인의 최상위 도메인 서버로 요청을 전달하며, TLD 네임 서버는 도메인의 해당 IP 주소 정보를 제공할 수 있는 **권한이 있는 네임 서버(Authoritative Name Server)**로 요청을 넘깁니다.
5. 권한이 있는 네임 서버(Authoritative Name Server) 마지막으로, TLD 네임 서버에서 받은 요청은 해당 도메인의 권한이 있는 네임 서버로 전달됩니다. 이 네임 서버는 요청한 도메인 이름에 대응하는 정확한 IP 주소를 가지고 있으며, 이를 리졸버에게 반환합니다.
6. IP 주소 반환 리졸버는 권한이 있는 네임 서버로부터 받은 IP 주소를 사용자에게 반환합니다. 이후, 사용자의 브라우저는 해당 IP 주소로 웹사이트에 접속하여 콘텐츠를 표시합니다.

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4. DNS의 주요 구성 요소

DNS는 여러 구성 요소들로 이루어져 있습니다. 이들 각 요소는 DNS가 원활하게 작동하는 데 중요한 역할을 합니다.

1. DNS 리졸버(Resolver): DNS 요청을 받아들이고 해당 도메인의 IP 주소를 찾아주는 장치나 소프트웨어입니다. 대부분의 인터넷 서비스 제공자(ISP)에서 이 역할을 수행합니다.
2. 네임 서버(Name Server): 도메인 이름과 그에 상응하는 IP 주소 정보를 저장하는 서버입니다. 네임 서버는 여러 종류가 있으며, 각각의 역할에 따라 루트 네임 서버, TLD 네임 서버, 권한이 있는 네임 서버로 구분됩니다.
3. 존 파일(Zone File): 권한이 있는 네임 서버에 저장된 파일로, 도메인과 IP 주소의 매핑 정보를 포함하고 있습니다.
4. 레코드(Record): DNS 레코드는 특정 도메인에 대한 정보를 저장하는 형식입니다. 예를 들어, A 레코드는 도메인의 IP 주소를 나타내고, MX 레코드는 도메인의 메일 서버 정보를 나타냅니다.

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5. DNS의 보안 문제

DNS는 네트워크 보안에 있어 매우 중요한 역할을 합니다. 하지만, DNS가 악용될 경우 심각한 보안 문제를 초래할 수 있습니다. 대표적인 DNS 보안 위협은 다음과 같습니다.

1. DNS 스푸핑(DNS Spoofing): 공격자가 가짜 DNS 정보를 제공하여 사용자를 의도하지 않은 웹사이트로 유도하는 공격 방식입니다. 이를 통해 악성 웹사이트로 사용자를 유도하거나 개인 정보를 탈취할 수 있습니다.
2. DNS DDoS 공격: 분산 서비스 거부(DDoS) 공격은 다수의 장치로부터 DNS 서버에 과도한 요청을 보내 서버를 마비시키는 방식입니다. DNS 서버가 정상적으로 작동하지 않으면, 인터넷 연결에 문제가 생깁니다.
3. DNSSEC: DNS 보안을 강화하기 위해 개발된 기술로, DNS 레코드가 조작되지 않았는지 검증하는 기능을 제공합니다. DNSSEC은 각 레코드에 디지털 서명을 부여해 사용자가 신뢰할 수 있는 DNS 정보를 받을 수 있도록 보장합니다.

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마무리

DNS는 도메인 네임을 IP 주소로 변환하여 인터넷 통신을 가능하게 해주는 핵심적인 역할을 합니다. 우리가 익숙하게 사용하는 도메인 이름 뒤에는 DNS라는 강력한 시스템이 작동하고 있으며, 이를 통해 복잡한 IP 주소를 기억할 필요 없이 쉽게 웹사이트에 접속할 수 있습니다. DNS의 구조와 작동 원리를 잘 이해하면, 네트워크 관리와 보안에 대한 이해도도 함께 높아집니다.