O que é o DNS e a hierarquia do DNS?

O DNS (Sistema de Nomes de Domínios) é um sistema de nomes hierárquico e descentralizado para computadores, serviços ou outros recursos conectados à Internet ou a uma rede privada. Ele traduz nomes de domínio legíveis por humanos, como www.example.com, em endereços IP, como 192.0.2.1, que os computadores usam para identificar uns aos outros na rede. O DNS funciona como a lista telefônica da Internet, ajudando os usuários a acessar sites e serviços usando nomes de domínio em vez de lembrar endereços IP numéricos.

Principais funções do DNS

• Resolução de nomes: Converte nomes de domínio em endereços IP para que os navegadores da Web possam carregar recursos da Internet.
• Roteamento de e-mail: Usa registros de DNS, como os registros MX (Mail Exchange), para rotear e-mails para os servidores de e-mail corretos.
• Distribuição de carga: Usa registros CNAME e SRV para balanceamento de carga e distribuição de tráfego para diferentes servidores.
• Descoberta de serviços: Ajuda os aplicativos a encontrar serviços como servidores da Web e servidores de e-mail com base em entradas de DNS.

Como o DNS funciona

Quando você digita um URL em um navegador da Web, o sistema DNS passa por várias etapas para resolver o nome de domínio em um endereço IP:

1. Início da consulta: Um usuário digita um nome de domínio (por exemplo, www.example.com) em um navegador da Web.
2. Consulta recursiva: A consulta é enviada a um resolvedor de DNS recursivo, geralmente fornecido pelo seu provedor de serviços de Internet ou definido manualmente (por exemplo, DNS público do Google).
3. Hierarquia de DNS: O resolvedor recursivo consulta a hierarquia do DNS, começando pelos servidores raiz, depois pelos servidores TLD (Top-Level Domain) e, por fim, pelos servidores de nomes autorizados, até encontrar o endereço IP do domínio solicitado.
4. Cache: o endereço IP resolvido é armazenado em cache pelo resolvedor e, possivelmente, pelo navegador do usuário para acelerar futuras solicitações.

Hierarquia do DNS: Estrutura e componentes

O DNS é organizado em uma estrutura hierárquica em árvore com diferentes níveis, cada um desempenhando uma função específica na tradução de nomes de domínio em endereços IP. Veja a seguir um detalhamento da hierarquia do DNS:

1. Nível da raiz (servidores DNS raiz)

• Descrição: O nível raiz é o topo da hierarquia do DNS. Ele é representado por um ponto (.) e contém informações sobre os domínios de nível superior (TLDs).
• Servidores de DNS raiz: Há 13 conjuntos de servidores raiz, identificados por letras (por exemplo, raiz A, raiz B, raiz C), que são gerenciados por diferentes organizações em todo o mundo. Esses servidores não contêm os endereços IP dos sites, mas direcionam as consultas para os servidores de TLDs relevantes.
• Função: Quando um resolvedor de DNS não consegue encontrar um endereço IP em seu cache, ele consulta os servidores DNS raiz. Os servidores raiz respondem com o endereço do servidor TLD apropriado para o domínio (por exemplo, .com, .org).

2. Nível de domínio de primeiro nível (TLD)

• Descrição: Os TLDs são o segundo nível da hierarquia do DNS e categorizam os domínios com base em seu sufixo (por exemplo, .com, .net, .org, .uk, .de). Os servidores de TLD mantêm informações sobre os domínios em seu TLD específico.
• Tipos de TLDs:
  • gTLD (Generic Top-Level Domains): Inclui .com, .org, .net, .edu e TLDs mais recentes, como .app ou .tech.
  • ccTLD (Country Code Top-Level Domains, domínios de primeiro nível com código de país): Representa países ou regiões, como .uk (Reino Unido), .us (Estados Unidos) ou .jp (Japão).
• Função: Os servidores TLD direcionam o resolvedor de DNS para os servidores de nomes autorizados responsáveis pelo nome de domínio (por exemplo, example.com).

3. Domínio de segundo nível (SLD) e subdomínios

• Descrição: O domínio de segundo nível (SLD) é a parte de um nome de domínio que aparece diretamente à esquerda do TLD (por exemplo, example em example.com). Os SLDs geralmente são gerenciados por organizações ou indivíduos que os registram.
• Subdomínios: Os subdomínios são prefixos adicionados a um domínio de segundo nível (por exemplo, www em www.example.com ou blog.example.com). Os subdomínios permitem organizar diferentes seções de um site ou serviço.
• Função: Os domínios de segundo nível e seus subdomínios apontam para servidores de nomes autorizados que mantêm o endereço IP específico ou outros registros de DNS para um domínio.

4. Servidores DNS autorizados

• Descrição: Os servidores DNS autoritativos são a parada final no processo de consulta ao DNS. Eles fornecem as respostas definitivas às consultas sobre nomes de domínios, armazenando registros de DNS para domínios.
• Tipos de registros:
  • Registro A: Mapeia um nome de domínio para um endereço IPv4.
  • Registro AAAA: Mapeia um nome de domínio para um endereço IPv6.
  • Registro CNAME: Aponta um domínio ou subdomínio para outro domínio.
  • Registro MX: Especifica servidores de correio para roteamento de e-mail.
  • Registro TXT: Contém informações de texto para verificação e segurança (por exemplo, SPF, DKIM).
• Função: Quando o resolvedor de DNS recursivo consulta o servidor de DNS autoritativo, ele retorna o endereço IP correspondente ou outros registros de DNS para o domínio solicitado.

5. Resolvedores recursivos de DNS (não fazem parte da hierarquia, mas são essenciais)

• Descrição: Os resolvedores recursivos são responsáveis por consultar toda a hierarquia de DNS em nome do cliente. Eles geralmente são fornecidos pelos ISPs ou podem ser definidos para provedores de DNS de terceiros, como o Google DNS (8.8.8.8) ou o Cloudflare DNS (1.1.1.1).
• Função: O resolvedor recursivo armazena em cache as respostas para acelerar as solicitações futuras. Se o endereço IP de um domínio estiver armazenado em cache, o resolvedor poderá retornar o resultado sem consultar a hierarquia do DNS novamente.

Exemplo: Como funciona uma consulta de DNS

Suponha que um usuário digite www.example.com em um navegador:

1. O resolvedor de DNS recursivo verifica se www.example.com está em seu cache.
2. Se não estiver no cache, ele consulta um dos servidores de DNS raiz.
3. O servidor raiz responde com o endereço do servidor de TLD .com.
4. O resolvedor consulta o servidor de TLD .com, que responde com o endereço do servidor de nomes autoritativo para example.com.
5. O resolvedor consulta o servidor de nomes autoritativo, que fornece o registro A (endereço IP) para www.example.com.
6. O resolvedor retorna o endereço IP para o navegador, que se conecta ao servidor da Web nesse endereço IP.

Conclusão

O DNS é uma parte fundamental da Internet, permitindo que os usuários acessem recursos usando nomes de domínio legíveis por humanos. Compreender a hierarquia do DNS – desde os servidores raiz até os servidores DNS autorizados – nos ajuda a entender como o tráfego da Web é direcionado e como funcionam serviços como balanceamento de carga e failover. Também ajuda na solução de problemas, como falhas na resolução de domínios ou configurações incorretas de DNS.