Hệ Thống Tên Miền (DNS): Phân Giải Tên Miền và Quản Lý Địa Chỉ IP

Giới Thiệu Về Hệ Thống Tên Miền (DNS)

Hệ thống Tên miền (Domain Name System - DNS) là một phần không thể thiếu trong cấu trúc của Internet. Nó có chức năng chính là chuyển đổi tên miền dễ nhớ như example.com thành địa chỉ IP như 192.168.1.1, cho phép máy tính và thiết bị kết nối và giao tiếp với nhau một cách hiệu quả. DNS hoạt động như một danh bạ điện thoại trực tuyến, giúp người dùng dễ dàng truy cập vào các trang web mà không cần phải ghi nhớ những chuỗi số khó nhớ của địa chỉ IP.

Các Khái Niệm Cơ Bản Trong DNS

Tên Miền (Domain)

Tên miền là một chuỗi ký tự duy nhất xác định một trang web hoặc dịch vụ trên Internet. Tên miền có cấu trúc phân cấp với nhiều cấp độ khác nhau:

Top-Level Domain (TLD): Là phần mở rộng cuối cùng của tên miền như .com, .org, .net, .vn, ...
Second-Level Domain: Là phần tên miền đứng trước TLD, ví dụ như example.com, google.com, ...
Subdomain: Là một phân nhánh của tên miền, chẳng hạn như blog.example.com, mail.google.com, ...

Vùng DNS (DNS Zone)

Vùng DNS là một phần của không gian tên miền, nơi chứa các bản ghi DNS cho một hoặc nhiều tên miền và subdomain. Một vùng sẽ quản lý và lưu trữ thông tin liên quan đến các bản ghi DNS, giúp tổ chức và phân loại thông tin một cách hợp lý. Ví dụ:

Vùng cho example.com có thể bao gồm các bản ghi cho www.example.com và mail.example.com.
Một tổ chức có thể có các vùng riêng cho us.example.com và eu.example.com.

Ủy Quyền (Delegation)

Ủy quyền là quá trình chuyển giao quyền quản lý một phần không gian tên miền cho một máy chủ DNS khác. Điều này thường thực hiện thông qua các bản ghi NS (Name Server), cho phép một subdomain có thể được quản lý bởi một máy chủ DNS riêng. Ví dụ:

Tên miền example.com có thể ủy quyền quản lý cho us.example.com đến một DNS server khác.

Các Loại Bản Ghi DNS (DNS Record Types)

Các bản ghi DNS là những thông tin quan trọng mà DNS sử dụng để phân giải tên miền. Dưới đây là các loại bản ghi DNS phổ biến:

Loại bản ghi	Mô tả	Ví dụ
A	Ánh xạ tên miền đến địa chỉ IPv4	`example.com → 192.0.2.1`
AAAA	Ánh xạ tên miền đến địa chỉ IPv6	`example.com → 2001:db8::1`
CNAME	Tạo bí danh cho một tên miền khác	`www.example.com → example.com`
MX	Xác định mail server cho tên miền	`example.com → mail.example.com (priority 10)`
NS	Chỉ định máy chủ DNS chịu trách nhiệm cho một vùng	`example.com → ns1.example.com`
PTR	Chuyển đổi từ địa chỉ IP sang tên miền (reverse DNS)	`192.0.2.1 → example.com`
TXT	Chứa thông tin tùy chỉnh (SPF, DKIM, v.v.)	`example.com → v=spf1 include:_spf.google.com ~all`
SRV	Xác định dịch vụ trên một cổng cụ thể	`_sip._tcp.example.com → sipserver.example.com:5060`
CAA	Xác định CA được phép cấp SSL cho tên miền	`example.com → 0 issue "letsencrypt.org"`

Quy Trình Phân Giải DNS (DNS Resolution) và Bộ Nhớ Đệm DNS (DNS Caching)

Phân Giải DNS

Phân giải DNS là một quá trình tìm kiếm địa chỉ IP tương ứng với một tên miền được nhập vào trình duyệt. Khi người dùng muốn truy cập một trang web, trình duyệt sẽ gửi yêu cầu đến DNS resolver để lấy địa chỉ IP. Các bước trong quá trình này như sau:

Yêu cầu của Client: Trình duyệt hoặc ứng dụng sẽ gửi yêu cầu đến DNS resolver (thường là của nhà cung cấp dịch vụ Internet - ISP).
Yêu cầu Đệ Quy (Recursive Query): DNS resolver sẽ tìm kiếm trong bộ nhớ cache và nếu không tìm ra kết quả sẽ tiếp tục gửi yêu cầu đến các máy chủ DNS khác như root DNS và authoritative DNS.
Trả Kết Quả: Khi tìm thấy địa chỉ IP tương ứng, DNS resolver sẽ gửi lại kết quả cho client.

Bộ Nhớ Đệm DNS

Bộ nhớ đệm DNS là quá trình lưu trữ kết quả của các truy vấn DNS trong một khoảng thời gian nhất định (TTL - Time To Live) nhằm giảm thiểu độ trễ và tiết kiệm băng thông. Khi một tên miền đã được phân giải, thông tin địa chỉ IP sẽ được lưu trữ trong cache, giúp rút ngắn thời gian truy cập cho các truy vấn tiếp theo.
Lợi ích của Bộ Nhớ Đệm DNS:

Giảm độ trễ khi truy cập các trang web đã được truy vấn trước.
Tiết kiệm băng thông và tải cho các máy chủ DNS.
Giảm tải cho các hệ thống DNS công cộng.

Ứng Dụng của DNS Trong Kubernetes (CoreDNS)

Trong môi trường Kubernetes, CoreDNS là công cụ DNS chủ yếu được sử dụng để giải quyết tên miền cho các dịch vụ và pod trong cluster. CoreDNS không chỉ giúp các pod giao tiếp với nhau mà còn cho phép cấu hình để phân giải các dịch vụ bên ngoài Kubernetes.

Cách Hoạt Động Của CoreDNS:

Giải Quyết Tên Miền Cho Pods: CoreDNS đảm nhiệm việc phân giải tên miền từ các pod trong Kubernetes, giúp ứng dụng dễ dàng kết nối đến các dịch vụ khác trong cluster.
Kết Nối Với Các Dịch Vụ Ngoài Kubernetes: CoreDNS cũng hỗ trợ việc cấu hình và phân giải tên miền từ các dịch vụ bên ngoài.
Điều Chỉnh Dễ Dàng: CoreDNS có thể linh hoạt điều chỉnh để phục vụ các nhu cầu DNS khác nhau trong hệ thống.

Lợi Ích Của CoreDNS

Hiệu Suất Cao: CoreDNS được tối ưu để hoạt động nhanh chóng và hiệu quả trong các môi trường Kubernetes.
Tính Linh Hoạt: CoreDNS có hỗ trợ cho việc mở rộng thông qua các plugin, cho phép bổ sung các tính năng tùy chỉnh cho các dịch vụ và ứng dụng.

CoreDNS không chỉ giúp duy trì độ ổn định cho các dịch vụ mà còn đảm bảo khả năng mở rộng vượt trội, đồng thời cung cấp các giải pháp phân giải DNS mạnh mẽ cho các ứng dụng trong cluster Kubernetes.

Kết Luận

Hệ thống Tên Miền (DNS) không chỉ là một phần quan trọng của Internet mà còn là cơ sở để quản lý tên miền, địa chỉ IP và cấu trúc phân cấp của chúng. Việc hiểu biết về DNS, các tên miền, vùng DNS, và các loại bản ghi DNS sẽ giúp các quản trị viên hệ thống và chuyên gia DevOps quản lý hạ tầng mạng một cách hiệu quả hơn.
source: viblo