Что такое DNS? Введение в систему доменных имён

Почему dns уязвима для атак?

Технология DNS была создана на заре развития интернета, задолго до того, как кто-либо вообще начал думать о сетевой безопасности. DNS работает без аутентификации и шифрования, вслепую обрабатывая запросы любого пользователя.

В связи с этим существует множество способов обмануть пользователя и подделать информацию о том, где на самом деле осуществляется преобразование имен в IP-адреса.

Что такое безопасность dns?

Что в итоге?

Даже если вы измените запись у регистраторов, внесение изменений на резолверах всего мира займёт какое-то время. Этот процесс может длиться от 24 до 72 часов, но обычно завершается быстрее, т. к. за это время TTL-записи у провайдеров успевает истечь.

Перевод статьи «An introduction to the Domain Name System»

Александр Ланский

Что такое dnssec?

DNSSEC — модули безопасности службы доменных имен — используются для проверки записей DNS без необходимости знать общую информацию по каждому конкретному DNS-запросу.

DNSSEC использует ключи цифровой подписи (PKI) для подтверждения того, получены ли результаты запроса доменного имени из допустимого источника.Внедрение DNSSEC является не только лучшей отраслевой практикой, но также эффективно помогает избежать большинство атак на DNS.

Что такое dns-сервер?

Это как раз и есть «книга контактов» интернета. DNS-сервер — это специализированный компьютер (или группа), который хранит IP-адреса сайтов. Последние, в свою очередь, привязаны к именам сайтов и обрабатывает запросы пользователя. В интернете много DNS-серверов, они есть у каждого провайдера и обслуживают их пользователей.

Основные dns записи

Существуют следующие основные DNS (ресурсные) записи:

А – содержит информацию об IPv4 адресе хоста (сервера) для домена. Например, 1.1.1.1.

ААА – содержит информацию об IPv6 адресе хоста (сервера) для домена. Например, 2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d.

Что такое dns?

Прежде чем начать говорить о DNS-серверах, расскажем о самой технологии DNS (Domain Name System). DNS — это технология, которая позволяет браузеру вроде Firefox, Chrome или Edge найти запрошенный пользователем сайт по его имени.

Основные типы ресурсных записей

Ресурсная запись (RR – Resource Record) – единица хранения и передачи информации в DNS, включающая в себя следующие элементы (поля):

• Имя (Name) – имя домена, к которому относится запись
• TTL (Time To Live) – допустимое время хранения записи неответственным сервером
• Тип (Type) – параметр, определяющий назначение и формат записи в поле данных (Rdata)
• Класс (Class) – тип сети передачи данных (подразумевается возможность DNS работать с типами сетей, отличных от TCP/IP)
• Длина поля данных (Rdlen)
• Поле данных (Rdata) – содержание и формат поля зависят от типа записи

Ниже представлены типы dns записей, используемые чаще всего:

• A (IPv4 Address Record – адресная запись) – связывает доменное имя с IPv4-адресом хоста
• AAAA (IPv6 Address Record) – связывает доменное имя с IPv6-адресом хоста (аналогично А-записи)
• CNAME (Canonical Name Record – каноническая запись имени) – используется для перенаправления на другое доменное имя
• MX (Mail Exchange – почтовый обменник) – ссылается на почтовый сервер, обслуживающий домен
• NS (Name Server – сервер имен) – ссылается на DNS-сервер, ответственный за домен
• TXT – текстовое описание домена. Зачастую требуется для выполнения специфических задач (например, подтверждения права собственности на домен при привязке его к почтовому сервису)
• PTR (Point to Reverse – запись указателя) – связывает ip-адрес машины с доменом, используется преимущественно для проверки сторонними почтовыми сервисами отправляемых через эту машину электронных писем на отношение к домену, указанному в параметрах почтового сервера. При несоответствии этих параметров письмо проверяется более тщательно по другим критериям.

Dns-зона

DNS-зона — это логическое пространство, которое объединяет доменные имена ваших ресурсов и содержит нужные ресурсные записи. C конкретным доменным именем может быть связан не только веб-сайт, но и, например, почтовый сервер. И у них могут быть разные адреса.

Одному и тому же домену может соответствовать веб-сайт или почтовый сервер с несколькими IP-адресами, каждый. Их используют для повышения надёжности и производительности сайта или почтовой системы.

А ещё нужно вспомнить о возможных поддоменах, например,

Dns-резолвер

Это компьютеры, которые провайдеры используют для поиска в их базе данных конкретного узла, запрашиваемого пользователем. Когда данные получены, пользователь перенаправляется на соответствующий IP-адрес. Резолверы играют крайне важную роль в DNS.

Dns-сервер

DNS-сервер — это сервер или группа серверов, зранящих IP-адреса сайтов. Иными словами DNS-сервер (DNS server) служит телефонной книгой. Он хранит информацию о том, какому IP-адресу соответствует то или иное доменное имя. В интернете DNS-серверов очень много. У них двойная роль:

• главная — «телефонная интернет-книга»;
• дополнительная (но тоже важная) — кэширование записей других DNS-серверов.

Сначала несколько слов о кэшировании. Выяснять связь между названием сайта и его IP-адресом требуется при каждом обращении к этому веб-сайту. Если сайт, который вы хотите посетить, находится достаточно далеко, многочисленные запросы к далёкому первичному DNS-серверу могут отнять много времени и замедлить загрузку веб-страниц.

Чтобы избежать задержек, ближайший к вашему компьютеру DNS-сервер (обычно находящийся у вашего интернет-провайдера), сохраняет сведения о ранее запрошенных IP-адресах, и при повторном обращении к тому же сайту он сообщит его адрес очень быстро, так как будет хранить его в своём кэше.

Но чтобы что-то кэшировать, нужно иметь источник кэшируемого. Таким источником служат первичные DNS-сервера, хранящие изначальные связи между доменами и их IP-адресами.

Для регистрации доменного имени достаточно его придумать. Но для того, чтобы оно начало «работать», вы должны сообщить регистратору доменное имя DNS-сервера, который будет хранить подробные данные о регистрируемом вами домене. Об этих данных будет сказано чуть позже.

Обычно используют два DNS-сервера: первичный и вторичный. Но их может быть и больше. Большее число DNS-серверов повышает надёжность доступа к вашему домену: если один окажется недоступен, ответит другой.

В реальном мире двух — вполне достаточно.

Многие регистраторы доменных имён и просто интернет-провайдеры предлагают использовать свои DNS-серверы в режиме платной услуги.

Хорошая новость: в облаке 1cloud услугу DNS-хостинга можно получить бесплатно! Достаточно быть клиентом этого публичного облака.

Dns-хостинг

В Selectel вы можете купить домен и сразу делегировать его на NS-серверы компании. Либо разместить уже зарегистрированный домен на наших NS-серверах — в Санкт-Петербурге, Москве, Екатеринбурге, Новосибирске, Киеве, Нью-Йорке, Пало-Альто, Лондоне, Амстердаме и Франкфурте. Услуга DNS-хостинга бесплатна при наличии активного аккаунта.

Технология Anycast, используемая в услугах, делает DNS-системы более надежными, безопасными, отказоустойчивыми. Есть два рекурсивных кэширующих DNS-сервера. Подробнее читайте в Базе знаний Selectel.

Dot — dns поверх tls

Transport Layer Security (безопасность на транспортном уровне, TLS) — это криптографический протокол для защиты передаваемой информации по сетевому соединению. Как только между клиентом и сервером установлено безопасное соединение TLS, передаваемые данные шифруются и никакие посредники не смогут их увидеть.

Авторитативный dns-сервер

Запрос на эти серверы поступает в самую последнюю очередь. Эти серверы хранят фактические записи типа A, NS, CNAME, TXT, и т. п.

Авторитативные DNS-серверы по возможности возвращают IP-адреса хостов. Если сервер этого сделать не может — он выдаёт ошибку, и на этом поиск IP-адреса по серверам заканчивается.

Атаки на dns

Атаки с использованием dns

Атаки, каким-либо образом использующие DNS для нападения на другие системы (т. е. изменение записей DNS не является конечной целью):

Безопасность dns и dnssec

DNSSEC — это средство для проверки целостности DNS-запросов. Оно не влияет на конфиденциальность DNS. Иными словами, DNSSEC может дать вам уверенность в том, что ответ на ваш DNS-запрос не подделан, но любой злоумышленник может увидеть эти результаты в том виде, в каком они были переданы вам.

Безопасность dns: вопросы и компоненты

Безопасность DNS состоит из нескольких основных компонентов, каждый из которых нужно принять во внимание для обеспечения полноценной защиты:

Вышеупомянутые высокоуровневые компоненты — это лишь верхушка айсберга безопасности DNS. В следующем разделе мы подробно рассмотрим более конкретные варианты использования и передовые практики, о которых вам необходимо знать.

В понятие безопасности dns входят две важные составляющие:

1. Обеспечение общей целостности и доступности служб DNS, преобразовывающих имена сетевых узлов в IP-адреса
2. Мониторинг активности DNS для определения возможных проблем безопасности где-либо в вашей сети

Где находятся главные dns-серверы?

DNS-серверы верхнего уровня, которые содержат информацию о корневой DNS-зоне, называются корневыми. Этими серверами управляют разные операторы. Изначально корневые серверы находились в Северной Америке, но затем они появились и в других странах. Основных серверов — 13.

В Северной Америке находятся 40 серверов (32,5%), в Европе – 35 (28,5%), еще 6 серверов располагаются в Южной Америке (4,9%) и 3 – в Африке (2,4%). Если взглянуть на карту, то DNS-серверы расположены согласно интенсивности использования интернет-инфраструктуры. Есть сервера в Австралии, Китае, Бразилии, ОАЭ и других странах, включая Исландию.

В России тоже есть несколько реплик корневых серверов DNS, среди которых:

• F.root (Москва);
• I.root (Санкт-Петербург);
• J.root (Москва, Санкт-Петербург);
• K.root (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск);
• L.root (Москва, Ростов-на-Дону, Екатеринбург).

Один из узлов корневого DNS-сервера K-root размещен в Selectel.

Дополнение

Как в любом деле, в правильном описании доменного имени есть свои детали и нюансы. В этой статье они опущены, чтобы не усложнять начальное знакомство с темой. Однако для общего кругозора уже сейчас следует добавить несколько важных фактов.

• Выше была описана адресация по стандарту IPv4. Адрес в нём состоит из четырёх чисел. Такая адресация имеет ограничение числа обслуживаемых компьютеров: 4 294 967 296. Это много, но при нынешнем числе устройств, подключенных к интернету адресов стало не хватать.
  Для преодоления этого объективного лимита ввели новый стандарт: IPv6, по которому длина адреса увеличилась, и стало возможным адресовать намного, намного больше компьютеров. В DNS-зоне тип записи для такого адреса обозначается: AAAA.
• Одному домену могут соответствовать несколько IP-адресов.
  Обычно такое назначение делается для повышения надёжности или быстродействия. Порядок выдачи IP-адреса из списка на запрос по доменному имени зависит от настроек DNS-сервера. Чаще всего адрес выдаётся в случайном порядке.
• Одному IP-адресу может соответствовать несколько доменов.
  Строго говоря, это противоречит логике системы доменных имён, которая предполагает однозначную связь IP-адреса с соответствующим доменом. Однако, как было сказано ранее, 4-числовой IP-адрес стал дефицитным ресурсом, который уже достаточно давно стараются экономить.
  На практике такая экономия может выглядеть следующим образом. На компьютере размещают несколько не очень больших веб-сайтов с разными доменными именами, которым присвоен одинаковый IP-адрес. Веб-сервер, работающий на этом компьютере и обслуживающий эти сайты, получив запрос, анализирует домен, в который он пришёл, и направляет его на правильный сайт.
  Такая практика не позволяет обеспечить однозначность обратной связи IP-адреса с доменным именем, ведь в этом случае их несколько. Но позволяет экономить IP-адреса.

  

Еще немного о dns

Инфраструктура DNS-серверов, вернее, ее основа, была заложена в начале 1980-х годов. С тех пор менялась она лишь незначительно — например, добавлялись новые доменные зоны. Так, в РФ в 2022 году появился кириллический домен .рф. До этого доменные имена могли быть лишь латинскими.

От DNS-инфраструктуры зависит нормальная работа всей глобальной сети, поэтому за работоспособностью серверов постоянно следят. В частности, предпринимаются меры по усилению безопасности системы. Кроме того, вводятся и меры на случай стихийных бедствий, проблем с электричеством и других экстренных ситуаций.

Как работает dns

Система доменных имен состоит из следующих компонентов:

Иерархическая структура доменных имен:

Как работает dns?

Принцип работы DNS похож на поиск и вызов контактов из телефонной книги смартфона. Ищем имя, нажимаем «позвонить», и телефон соединяет нас с нужным абонентом. Понятно, что смартфон в ходе звонка не использует само имя человека, вызов возможен только по номеру телефона. Если вы внесете имя без номера телефона, позвонить человеку не сможете.

Как работают dns-серверы

DNS работает очень просто:

1. В поле поиска браузера вводится запрос — доменное имя. Браузер перенаправляет запрос DNS-серверу, который ищет совпадения между доменным именем и IP.
2. Если совпадение найдено, DNS вернет IP-адрес, по которому браузер сделает запрос и отобразит полученные данные. Если совпадения не обнаружены, запрос будет перенаправлен корневому серверу.
3. Если DNS-запись не найдётся у корневого сервера — браузер вернёт страницу с кодом ошибки.

Стоит сказать, что существует ещё нулевой шаг. На нем браузер обращается к специальному файлу hosts, в котором могут быть прописаны пользовательские DNS-адреса. Это нужно для локального тестирования web-приложений.

О том как работать с файлом hosts, вы можете узнать из этого мануала, а если вы ищете удобный и бесплатный сервис по работе с DNS — обратите внимания на услугу DNS-хостинг от 1cloud.

Корневой dns-сервер

Это DNS-сервер, который хранит в себе адреса всех TLD-серверов (TLD — top-level domain, домен верхнего уровня). По пути от имени хоста до IP-адреса запрос сначала попадает на корневой DNS-сервер.

Существует 13 корневых DNS-серверов:

Это не означает, что существует только 13 машин, которые обрабатывают все запросы со всего мира — существуют и второстепенные серверы, по которым распределяется трафик.

Оповещения мониторинга dns

Возможность эффективно отслеживать трафик DNS в вашей сети на предмет подозрительных аномалий имеет решающее значение для раннего обнаружения взлома. Использование такого инструмента, как Varonis Edge даст вам возможность быть в курсе всех важных показателей и создавать профили для каждой учетной записи в вашей сети. Вы можете настроить генерацию оповещений в результате комбинации действий, происходящих за определенный период времени.

Мониторинг изменений DNS, местоположений учетной записи, а также фактов первого использования и получения доступа к конфиденциальным данным, а также активности в нерабочее время — это лишь несколько показателей, которые можно сопоставить для составления более обширной картины обнаружения.

Рекурсивные и нерекурсивные dns-запросы

Рекурсией называется модель обработки запросов DNS-сервером, при которой последний осуществляет полный поиск информации, в том числе о доменах, неделегированных ему, при необходимости обращаясь к другим DNS-серверам.

DNS-запросы (DNS queries) от клиента (сервера) к серверу бывают рекурсивными и нерекурсивными. В первом случае DNS-сервер, принявший запрос, опрашивает все узлы в порядке убывания уровня зон, пока не получит положительный ответ или информацию о том, что запрашиваемый домен не существует.

В случае с нерекурсивными запросами сервер даст положительный ответ только при запросе узла, входящего в доменную зону, за которую этот сервер ответственен. Отсутствие рекурсии может быть обусловлено не только типом запроса, но и запретом на выполнение таких запросов со стороны самого DNS-сервера.

Кэширование – еще одна важная характеристика DNS. При последовательном обращении сервера к другим узлам в процессе выполнения рекурсивного запроса DNS-сервер может временно сохранять в кеш-памяти информацию, содержащуюся в получаемых им ответах. В таком случае повторный запрос домена не идет дальше его кэш-памяти. Предельно допустимое время кэширования содержится в поле TTL ресурсной записи.

Телефонная книга

К сожалению, запоминать длинные телефонные номера непросто. Мы их вносим в свои записные книжки («контакты», по-мобильнофонному) и добавляем к ним понятные имена, например,

Пётр Иванов, 7-343-123-45-67.

В дальнейшем нам не потребуется помнить сам телефонный номер Петра, достаточно того, что этот номер записан в нашу телефонную книгу. Когда нам будет нужно позвонить Петру, мы найдём его в списке наших контактов даже не взглянув на его номер.

В интернете роль телефонной книги играет система доменных имён (DNS, Domain Name System). В ней хранится связь между относительно легко запоминаемым названием сайта и его трудно запоминаемым числовым адресом.

Правда, есть одно существенное отличие этой «интернет-книги» от телефонной. — Её ведёт не каждый знакомый Петра Иванова в отдельности, а он сам.

В частной телефонной книге можно написать: «Петя», «Пётр», «Петруша», «Петруха», «Петруня», «любимый», …, а в «телефонной интернет-книге» записи ведут сами владельцы сайтов, например:

Заключение

Изложенный порядок на первый взгляд может показаться сложным. Однако он позволяет:

• пользоваться доменными именами, которые запоминаются легче, чем числовые адреса;
• повышать надёжность доступа к интернет-ресурсам путём использования для них нескольких компьютеров, разнесённых по сети;
• увеличивать производительность интернет-ресурсов за счёт распределения нагрузки внутри группы обеспечивающих компьютеров;
• перемещать прикладные компьютеры по интернету, не меняя их доменного адреса.

Простыми словами можно сказать, что DNS — это система доменных имён, которая связывает названия доменов с IP-адресами компьютеров, соответствующих этим доменам. Эта система включает в себя как регламентирующие документы, так множество DNS-серверов, работающих в интернете и сообщающих IP-адреса в ответ на запрос по доменным именам.

Назначение DNS протокола – организация единой системы для получения информации о состоянии домена.

P.S. Еще немного материалов по теме DNS: