آلية عمل نظام اسم المجال DNS في شبكات الحاسوب

يُعد نظام أسماء المجالات “DNS” أحد أسس الإنترنت، ومع ذلك ربما لا يدرك معظم الأشخاص خارج الشبكات أنهم يستخدمونه يومياً لأداء وظائفهم، أو التحقق من بريدهم الإلكتروني أو إضاعة الوقت على هواتفهم الذكية.

ما هو نظام اسم المجال DNS

نظام اسم المجال “DNS”: هو اسم مضيف لخدمة ترجمة عنوان “IP” وهو قاعدة بيانات موزعة يتم تنفيذها في تسلسل هرمي لخوادم الأسماء، كما إنّه بروتوكول طبقة تطبيق لتبادل الرسائل بين العملاء والخوادم.

كما يُعد “DNS” هو دليل للأسماء التي تتماثل مع الأرقام، والأرقام في هذه الحالة هي عناوين “IP” والتي تتعلمها أجهزة الكمبيوتر للتواصل مع بعضها البعض، كما تستخدم معظم أوصاف “DNS” تشبيهاً بدليل الهاتف وهو أمر جيد للأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن “30 عاماً”.

• “DNS” هي اختصار لـ “Domain Name System”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

أساسيات نظام اسم المجال DNS

عندما كان الإنترنت صغيراً جداً، كان من الأسهل على الأشخاص مراسلة عناوين “IP” محددة بأجهزة كمبيوتر محددة لكنّ ذلك لم يستمر طويلاً، حيث انضم المزيد من الأجهزة والأشخاص إلى الشبكة المتنامية، ولا يزال من الممكن كتابة عنوان “IP” محدد في متصفح للوصول إلى موقع ويب ولكن بعد ذلك كما هو الحال الآن أراد الأشخاص عنواناً يتكون من كلمات يسهل تذكرها، ومن النوع الذي نتعرف عليه كاسم مجال (مثل e3arabi.com) اليوم.

في السبعينيات وأوائل الثمانينيات تم تعيين هذه الأسماء والعناوين من قبل شخص واحد، والذي احتفظ بقائمة رئيسية لكل كمبيوتر متصل بالإنترنت في ملف نصي يسمى “HOSTS.TXT”، كما أنّ هذا كان موقفاً لا يمكن تحمله مع نمو الإنترنت، وفي عام 1983م تم تكليف “Paul Mockapetris” بالتوصل إلى حل وسط بين العديد من الاقتراحات للتعامل مع المشكلة.

وطور نظامه الخاص والذي أطلق عليه اسم “DNS”، وفي حين أنّه من الواضح أنّه تغير قليلاً منذ ذلك الحين، إلّا أنّه على المستوى الأساسي لا يزال يعمل بنفس الطريقة التي كان عليها قبل “40 عاماً تقريباً”.

آلية عمل خوادم DNS

دليل نظام أسماء النطاقات الذي يطابق الاسم بالأرقام غير موجود في مكان واحد في زاوية مظلمة من الإنترنت، ومع توفر أكثر من “332 مليون اسم مجال” مدرج في نهاية عام 2017م سيكون سجل واحد كبيراً جداً بالفعل، مثل الإنترنت نفسه يتم تقسيم الدليل في جميع أنحاء العالم ويتم تخزينه على خوادم اسم المجال أي يشار إليها عموماً باسم خوادم “DNS”، والتي تتواصل جميعها مع بعضها البعض على أساس منتظم جداً لتوفير التحديثات والتكرار.

خوادم DNS المعتمدة مقابل خوادم DNS التكرارية

عندما يقوم جهاز الكمبيوتر في العمل على إيجاد عنوان “IP” المرتبط باسم المجال فإنّه يقوم أولاً بتقديم طلبه إلى خادم “DNS” التكراري والمعروف أيضاً باسم المحلل التكراري، والمحلل التكراري هو خادم يتم تفعيله عادةً من خلال مزود خدمة الإنترنت أو مزود آخر تابع لجهة خارجية، وهو يعرف خوادم “DNS” الأخرى التي تكون ضرورية لنداء تصميم اسم الموقع بعنوان “IP” الخاص به، وتسمى الخوادم التي تتضمن بالفعل على المعلومات المطلوبة خوادم “DNS” الرسمية.

1- ما هو خادم DNS التكراري

خادم “DNS” التكراري: هو خادم يتم تعيين عنوان “IP” فريد لجميع المجالات على الإنترنت، وعندما يتم كتابة عنوان موقع ويب في متصفح، مثل “e3arabi.com” فإنّ استجابة المتصفح هي تحويل عنوان “URL” هذا إلى عنوان “IP” الصحيح لموقع الويب هذا.

يبدأ متصفح الويب هذه العملية من خلال استخدام ذاكرة تخزين مؤقت داخلية لنتائج استفسار “DNS” الحديثة، وذاكرة التخزين المؤقت هذه هي أول مكان يتحقق فيه المتصفح وإذا كان لديه هذه الإمكانية للعثور على عنوان “IP” للمجال المطلوب، وحيث إذا لم ينتج عن ذلك حل “DNS” يرسل محلل “DNS” من جانب العميل استعلام “DNS” إلى خادم “DNS” تكراري يمكن أن يكون موجوداً في مزود خدمة الإنترنت “ISP” أو مزود “DNS” العام.

يحتوي كل سجل “DNS” على “TTL” أو معلمة مدة البقاء التي تحدد المدة التي يمكن لخادم “DNS” التكراري تخزينها مؤقتاً، ولتحسين أداء الموقع من المهم تقليل عمليات بحث “DNS” ولا يمكن استخدام خادم “DNS” بكفاءة بدون “TTL” مهيأ بشكل صحيح، ولهذا السبب يمكن أن يكون فحص “DNS TTL” مهماً للغاية في تقييم سرعات التحميل.

وإذا كان خادم “DNS” المتكرر يحتوي على سجل “DNS” مخزن مؤقتاً أو مخزناً لبعض الوقت كما تحدد معلمة “TTL”، فإنّه يجيب على استعلام “DNS” من خلال توفير المصدر المخزن مؤقتاً أو معلومات “IP” أي بحث متكرر.

إذا لم يكن سجل “DNS” في ذاكرة التخزين المؤقت لخادم “DNS” التكراري، فإنّه يبحث عن خادم “DNS” الجذر لمجال المستوى الأعلى للموقع، والذي يحاول المستخدم أو العميل الوصول إليه ثم يستجيب خادم “Root DNS” بمؤشر؛ لإعادة توجيه طلب بحث “DNS” إلى خادم أسماء “TLD” الذي يحدد خادم “DNS” الرسمي المسؤول عن إعادة عنوان “IP” للموقع المقابل لموقع الويب؛ لتمكين المتصفح من الوصول إلى موقع الويب المطلوب.

• “URL” هي اختصار لـ “Uniform Resource Locator”.

• “TTL” هي اختصار لـ “Time to live”.

• “TLD” هي اختصار لـ “Top-Level Domain”.

• “ISP” هي اختصار لـ “Internet service provider”.

2- ما هو خادم DNS المعتمد

خوادم “DNS” المعتمدة: هي بنية “DNS” الأساسية التي تلبي الطلبات من خوادم “DNS” التكرارية مع معلومات عنوان “IP” المقابلة، حيث توفر خوادم “DNS” أيضاً معلومات “DNS” الأساسية لكل موقع ويب كم عناوين “IP” المقابلة وقائمة بخوادم البريد وغيرها من معلومات سجل “DNS”.

يحتفظ خادم “DNS” المعتمد بسجلات “DNS” ويحافظ عليها، كما إنّه الخادم الأخير في سلسلة بحث “DNS” التي تستجيب بسجل “DNS” الذي تم البحث عنه، كما يتيح “DNS” الموثوق في النهاية لمتصفح ويب مع سؤال عنوان “URL” بالانتقال إلى عنوان “IP” المطلوب للانتقال إلى موقع ويب، أو موارد ويب أخرى، كما يُعد خادم اسم مجال “DNS” المعتمد مصدراً محدداً لتحليل اسم مجال “DNS”.

تُستخدم تقنية أمان “DNS” لحماية معلومات “DNS” المخزنة كسجل في نظام اسم المجال “DNS”، كما يوفر مصادقة آمنة لأصل بيانات “DNS”، ممّا يساعد على الحماية من الهجمات وحماية سلامة البيانات.

متطلبات نظام اسم المجال DNS

يتم تحديد كل مضيف من خلال عنوان “IP” ولكن تذكر الأرقام أمر صعب للغاية بالنسبة للأشخاص، كما أنّ عناوين “IP” ليست ثابتة، لذلك يلزم إجراء تعيين لتغيير اسم المجال إلى عنوان “IP” ولذلك يتم استخدام “DNS” لتحويل اسم المجال لمواقع الويب إلى عنوان “IP” الرقمي الخاص بهم.

كيفية تنظيم المجال

من الصعب جداً العثور على عنوان “IP” المرتبط بموقع ويب نظراً لوجود الملايين من مواقع الويب ومع كل تلك المواقع، يجب أن تكون قادر على إنشاء عنوان “IP” على الفور، ولا ينبغي أن يكون هناك الكثير من التأخير حتى يحدث تنظيم قاعدة البيانات مهمة جداً.