Cos'è il DNS (Domain Name System)?

Come funziona il DNS

Il processo di risoluzione DNS comporta la conversione di un hostname (come www.esempio.com) in un indirizzo IP (come 192.168.1.1). Quando inserisci un nome di dominio nel tuo browser web, viene avviata una query DNS per tradurre il nome di dominio nel suo indirizzo IP.

Questa query coinvolge più server DNS che lavorano insieme per risolvere il nome di dominio:

1. Resolver DNS: Il resolver DNS è la prima tappa per la tua query DNS. Funziona come un bibliotecario che riceve una richiesta ed è responsabile di trovare l'indirizzo IP corretto per il dominio richiesto.

2. Nameserver root: Se il resolver DNS non ha l'indirizzo IP nella cache, invia una query al nameserver root. Il server root funziona come punto di riferimento, indirizzando la query al nameserver del Top Level Domain (TLD) corretto.

3. Nameserver TLD: Il nameserver del Top Level Domain gestisce l'ultima parte di un nome di dominio, come .com o .org. Fornisce l'indirizzo IP del nameserver autoritativo del dominio.

4. Nameserver autoritativo: Il nameserver autoritativo è l'ultima tappa nella query DNS. Contiene il record dell'indirizzo IP effettivo per il dominio richiesto e invia queste informazioni al resolver DNS.

Una volta che il resolver DNS riceve l'indirizzo IP dal nameserver autoritativo, invia queste informazioni a te, permettendo al tuo browser web di connettersi al server corretto e caricare il sito web richiesto.

Ecco un riepilogo del processo di risoluzione DNS:

Esempi reali del processo di risoluzione DNS:

• Quando digiti "amazon.com" nel tuo browser web:

  1. Il resolver DNS riceve la query e controlla la sua cache per l'indirizzo IP.
  2. Se non viene trovato, il resolver invia una query al nameserver root.
  3. Il nameserver root indirizza la query al nameserver TLD .com.
  4. Il nameserver TLD .com fornisce l'indirizzo IP del nameserver autoritativo di Amazon.
  5. Il nameserver autoritativo invia l'indirizzo IP di amazon.com al resolver DNS.
  6. Il resolver DNS memorizza nella cache l'indirizzo IP e lo invia al tuo browser web.

• Quando configuri un nuovo sito web, il nome di dominio (ad esempio, ilmionuovositoweb.com) deve essere registrato presso un registrar di domini e i record DNS devono essere configurati per puntare al server che ospita il sito web. Questo assicura che quando digiti "ilmionuovositoweb.com" nel tuo browser, il processo di risoluzione DNS possa tradurre il nome di dominio nell'indirizzo IP corretto, permettendoti di accedere al sito web.

Recursor DNS

Il recursor DNS, chiamato anche resolver ricorsivo, è la prima tappa nel processo di query DNS. Riceve query dai dispositivi client come computer o telefoni e funziona come un bibliotecario, trovando le informazioni richieste per rispondere alla query del client.

Esempio: Quando digiti www.esempio.com nel tuo browser web, il tuo sistema operativo invia una query al recursor DNS per trovare l'indirizzo IP corrispondente.

Nameserver root

Il nameserver root è il primo passaggio nella risoluzione dei nomi di dominio in indirizzi IP quando il recursor non ha le informazioni necessarie nella sua cache. Funziona come punto di riferimento per il sistema DNS, indirizzando le query al nameserver del Top Level Domain (TLD) corretto.

Esempio: Se il recursor non ha l'indirizzo IP per www.esempio.com nella sua cache, contatterà uno dei 13 nameserver root per trovare il nameserver TLD corretto per il dominio .com.

Nameserver TLD

Il nameserver del Top Level Domain (TLD) gestisce le query per estensioni di dominio specifiche, come .com, .net o .org. Ospita l'ultima parte di un nome di dominio e aiuta a restringere la ricerca dell'indirizzo IP.

Esempio: Quando il recursor contatta il nameserver TLD per .com, riceve l'indirizzo IP del nameserver autoritativo per esempio.com.

Nameserver autoritativo

Il nameserver autoritativo è la tappa finale nel processo di query DNS. Contiene il record DNS effettivo per il dominio richiesto, incluso l'indirizzo IP. Quando il nameserver autoritativo riceve una query dal recursor, restituisce l'indirizzo IP, permettendo al client di connettersi al server corretto.

Esempio: Il nameserver autoritativo per esempio.com fornirà l'indirizzo IP per www.esempio.com al recursor, che lo restituisce quindi al dispositivo client.

Query ricorsiva

In una query DNS ricorsiva, il client DNS (come un browser web) richiede a un server DNS (di solito un resolver DNS ricorsivo) di rispondere con il record DNS richiesto o con un messaggio di errore se il resolver non riesce a trovare il record. Il resolver ricorsivo effettua quindi richieste aggiuntive per trovare l'indirizzo IP del nome di dominio.

Esempio: Quando inserisci www.esempio.com nel tuo browser, il tuo computer invia una query ricorsiva al resolver DNS del tuo ISP. Il resolver invia quindi una query al nameserver root, al nameserver TLD e al nameserver autoritativo per ottenere l'indirizzo IP per www.esempio.com. Una volta che il resolver ha l'indirizzo IP, lo restituisce al tuo computer.

Scenario reale: Quando visiti un sito web come https://www.google.com, il tuo browser web invia una query DNS ricorsiva al tuo resolver DNS configurato (solitamente fornito dal tuo ISP o da un servizio DNS pubblico come Google DNS o Cloudflare DNS). Il resolver trova quindi l'indirizzo IP per www.google.com effettuando richieste aggiuntive ai nameserver root, TLD e autoritativi. Una volta che il resolver ottiene l'indirizzo IP, lo restituisce al tuo browser, permettendogli di connettersi con il server di Google.

Query iterativa

In una query DNS iterativa, il client DNS permette a un server DNS di restituire la migliore risposta che può. Se il server DNS interrogato non ha una corrispondenza per il nome della query, restituisce un riferimento a un server DNS autoritativo per un livello inferiore del namespace del dominio. Il client DNS interroga quindi l'indirizzo di riferimento, ripetendo questo processo fino a quando si verifica un errore o un timeout.

Esempio: Se un client DNS invia una query iterativa per www.esempio.com a un server DNS che non è autoritativo per esempio.com, il server potrebbe rispondere con l'indirizzo IP del nameserver autoritativo per esempio.com. Il client interrogherebbe quindi quel nameserver per ottenere l'indirizzo IP per www.esempio.com.

Scenario reale: Le query iterative sono spesso usate dai server DNS per comunicare tra loro. Ad esempio, quando un resolver ricorsivo riceve una query per www.esempio.com, inizia inviando una query iterativa a uno dei nameserver root. Il nameserver root risponde quindi con un riferimento al nameserver TLD per .com. Il resolver ricorsivo invia quindi una query iterativa al nameserver TLD .com, che risponde con un riferimento al nameserver autoritativo per esempio.com. Infine, il resolver ricorsivo invia una query iterativa al nameserver autoritativo, che restituisce l'indirizzo IP per www.esempio.com.

Query non ricorsiva

Una query non ricorsiva si verifica quando un server DNS ha già la risposta a una query DNS nella sua cache o nei file di zona. Questo può accadere quando il server DNS è autoritativo per il dominio richiesto o quando il record esiste nella cache del server da una query precedente.

Esempio: Se un resolver DNS ricorsivo ha l'indirizzo IP per www.esempio.com nella sua cache a causa di una query precedente, può rispondere a una query non ricorsiva da un client immediatamente senza effettuare richieste aggiuntive ad altri server DNS.

Scenario reale: Le query non ricorsive sono comunemente usate quando un server DNS è autoritativo per un dominio o quando ha il record richiesto nella sua cache. Ad esempio, se un nameserver autoritativo per esempio.com riceve una query per www.esempio.com, può rispondere con l'indirizzo IP direttamente senza effettuare richieste aggiuntive. Allo stesso modo, se un resolver ricorsivo ha recentemente risolto www.esempio.com e ha l'indirizzo IP nella sua cache, può rispondere alle query successive per lo stesso dominio con le informazioni memorizzate nella cache fino a quando il TTL (Time to Live) non scade.

Come funziona la cache DNS

L'obiettivo principale della cache DNS è memorizzare i record DNS richiesti spesso più vicino al client, riducendo la necessità per il client di interrogare server DNS remoti. Questo ha diversi vantaggi:

1. Prestazioni migliori: Memorizzando nella cache i record DNS, il tempo necessario per risolvere un nome di dominio in un indirizzo IP è molto ridotto. Questo porta a tempi di caricamento più rapidi per i siti web e altre risorse di rete.

2. Minore uso della larghezza di banda: Quando i record DNS sono memorizzati nella cache localmente, il client non ha bisogno di inviare query attraverso la rete a server DNS remoti, riducendo l'uso complessivo della larghezza di banda.

3. Minore carico sui server upstream: La cache DNS aiuta a distribuire il carico delle query DNS su più livelli di cache, riducendo il peso sui nameserver autoritativi e altri server DNS upstream.

Esempi reali dei vantaggi della cache DNS:

• Quando visiti un sito web frequentemente visitato come Facebook o YouTube, il tuo browser e sistema operativo memorizzano nella cache i record DNS per quei domini. Questo permette un accesso più rapido a quei siti nelle visite successive, poiché il processo di risoluzione DNS è abbreviato.
• Gli ISP e le grandi organizzazioni spesso usano resolver DNS con cache per ridurre il carico sulla loro infrastruttura di rete e migliorare l'esperienza di navigazione per i loro utenti.

Tipi di cache DNS

La cache DNS può verificarsi a vari livelli, dal lato client ai resolver intermedi. Ecco i principali tipi di cache DNS:

Scenario reale della cache DNS in azione

Ecco un esempio passo dopo passo di come funziona la cache DNS in uno scenario reale:

1. Un utente digita www.esempio.com nel suo browser web.
2. Il browser controlla la sua cache DNS locale per l'indirizzo IP associato a www.esempio.com. Se trovato, il browser usa l'indirizzo IP memorizzato nella cache per connettersi al server.
3. Se non trovato nella cache del browser, il browser invia una query allo stub resolver del sistema operativo.
4. Lo stub resolver controlla la sua cache DNS per il record richiesto. Se trovato, restituisce l'indirizzo IP al browser.
5. Se non trovato nella cache dello stub resolver, la query viene inoltrata al resolver ricorsivo impostato (ad esempio, il server DNS dell'ISP).
6. Il resolver ricorsivo controlla la sua cache per il record richiesto. Se trovato, restituisce l'indirizzo IP allo stub resolver, che lo inoltra quindi al browser.
7. Se non trovato nella cache del resolver ricorsivo, il resolver avvia il processo di risoluzione DNS ricorsiva, memorizzando nella cache il risultato una volta ottenuto e restituendo l'indirizzo IP allo stub resolver e, infine, al browser.

Dopo la ricerca DNS

Dopo il processo di ricerca DNS e quando il browser ha l'indirizzo IP, avvengono altri due passaggi:

1. Il browser effettua una richiesta HTTP: Il browser invia una richiesta HTTP all'indirizzo IP ottenuto dalla ricerca DNS.

   Esempio: Il browser invia una richiesta HTTP all'indirizzo IP per www.wikipedia.org per caricare la pagina web.

2. Il server invia la pagina web: Il server all'indirizzo IP riceve la richiesta HTTP e restituisce la pagina web, che il browser visualizza per te.

   Esempio: Il server che ospita www.wikipedia.org riceve la richiesta HTTP e invia la homepage di Wikipedia, che il tuo browser visualizza.