Hệ thống tên miền (DNS – Domain Name System) được ví như cuốn danh bạ điện thoại của Internet. Con người truy cập thông tin trực tuyến thông qua các tên miền dễ nhớ như nytimes.com hay espn.com. Tuy nhiên, các trình duyệt web lại tương tác thông qua địa chỉ Giao thức Internet (IP). DNS đóng vai trò “phiên dịch”, chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP để trình duyệt có thể tải được tài nguyên Internet.

1. DNS hoạt động như thế nào?

Phân giải DNS là quá trình chuyển đổi tên miền (như www.example.com) thành địa chỉ IP mà máy tính hiểu được (như 192.168.1.1).

Hãy tưởng tượng IP giống như địa chỉ nhà riêng. Để tải một trang web, hệ thống cần bước “dịch thuật” từ dòng địa chỉ bạn gõ sang địa chỉ kỹ thuật số để tìm ra đúng nơi chứa dữ liệu.

4 loại máy chủ DNS chính

Để tải một trang web, thường có 4 loại máy chủ DNS tham gia vào quá trình này:

• DNS Recursor (Máy chủ đệ quy): Có thể coi đây là một thủ thư. Nó được thiết kế để nhận các truy vấn từ máy khách (như trình duyệt web). Recursor chịu trách nhiệm thực hiện thêm các yêu cầu khác để tìm ra câu trả lời cho truy vấn của người dùng.
• Root Nameserver (Máy chủ tên miền gốc): Đây là bước đầu tiên trong việc dịch tên miền. Hãy coi nó như mục lục trong thư viện, chỉ dẫn đến các khu vực sách khác nhau.
• TLD Nameserver (Máy chủ tên miền cấp cao nhất): Có thể ví như một kệ sách cụ thể trong thư viện. Nó lưu trữ phần cuối cùng của tên miền (ví dụ: trong example.com, TLD server là .com).
• Authoritative Nameserver (Máy chủ tên miền có thẩm quyền): Đây là điểm dừng cuối cùng, giống như cuốn từ điển trên kệ sách, nơi cái tên cụ thể được dịch ra định nghĩa (địa chỉ IP). Nếu nó có quyền truy cập vào bản ghi được yêu cầu, nó sẽ trả lại địa chỉ IP cho DNS Recursor.

2. Sự khác biệt giữa Máy chủ DNS có thẩm quyền và DNS Resolver đệ quy

Cả hai đều là máy chủ quan trọng trong cơ sở hạ tầng DNS, nhưng đóng vai trò khác nhau:

• Recursive DNS Resolver (Trình phân giải đệ quy): Nằm ở đầu quá trình truy vấn. Nó là máy tính nhận yêu cầu từ bạn và đi “săn lùng” bản ghi DNS. Nó thực hiện một chuỗi các yêu cầu cho đến khi tìm thấy máy chủ Authoritative (hoặc báo lỗi/hết thời gian chờ). Đôi khi nó không cần tìm kiếm nếu thông tin đã được lưu trong bộ nhớ đệm (cache).
• Authoritative DNS Server (Máy chủ có thẩm quyền): Nằm ở cuối chuỗi truy vấn. Nó là nơi thực sự chứa và chịu trách nhiệm về các bản ghi DNS. Nó là “nguồn sự thật” cuối cùng và trả lời truy vấn từ dữ liệu của chính nó mà không cần hỏi ai khác.

3. 8 bước trong một truy vấn DNS

Khi bạn gõ example.com vào trình duyệt, một hành trình gồm 8 bước sẽ diễn ra (giả sử chưa có thông tin nào được lưu trong bộ nhớ đệm):

• Người dùng gõ example.com, truy vấn đi đến DNS Recursive Resolver.
• Resolver hỏi Root Nameserver (.).
• Root Server trả lời địa chỉ của máy chủ TLD (ở đây là .com).
• Resolver hỏi máy chủ .com TLD.
• TLD Server trả lời địa chỉ IP của Domain’s Nameserver (máy chủ quản lý example.com).
• Resolver gửi truy vấn đến Domain’s Nameserver.
• Nameserver trả về địa chỉ IP của example.com cho Resolver.
• DNS Resolver trả địa chỉ IP cho trình duyệt web.

Sau đó, trình duyệt mới có thể thực hiện yêu cầu HTTP đến địa chỉ IP đó để tải trang web.

4. 3 loại truy vấn DNS

Recursive query (Truy vấn đệ quy): Máy khách yêu cầu máy chủ DNS (thường là resolver) phải trả về đáp án cuối cùng hoặc báo lỗi.

Iterative query (Truy vấn lặp): Máy khách cho phép máy chủ DNS trả về câu trả lời tốt nhất mà nó biết. Nếu không biết chính xác, nó sẽ giới thiệu sang một máy chủ khác có thẩm quyền hơn.

Non-recursive query (Truy vấn không đệ quy): Xảy ra khi máy chủ DNS đã có sẵn câu trả lời (do nó là máy chủ có thẩm quyền hoặc đã lưu trong cache) và trả lời ngay lập tức.

5. DNS Caching là gì?

Caching (lưu bộ nhớ đệm) là việc lưu trữ dữ liệu tạm thời để tăng tốc độ và hiệu suất. Trong DNS, việc này giúp bỏ qua các bước tìm kiếm dài dòng bằng cách lưu kết quả gần người dùng hơn.

OS Level DNS Caching (Hệ điều hành): Nếu trình duyệt không có, yêu cầu sẽ đến hệ điều hành. Quy trình này gọi là “stub resolver”. Nó kiểm tra cache của máy tính trước khi gửi yêu cầu ra ngoài mạng Internet (đến nhà cung cấp dịch vụ mạng – ISP).

Browser DNS Caching (Trình duyệt): Các trình duyệt hiện đại đều lưu DNS cache trong một khoảng thời gian nhất định. Đây là nơi đầu tiên được kiểm tra khi bạn truy cập web.

6. Bộ nhớ đệm tại Resolver (Cấp nhà cung cấp dịch vụ – ISP)

Dưới đây là phần còn thiếu trong nội dung bài viết gốc (về bộ nhớ đệm tại ISP) và một lời kết luận tóm tắt để bài viết hoàn chỉnh hơn:

Bộ nhớ đệm tại Resolver (Cấp nhà cung cấp dịch vụ – ISP)

Điểm dừng cuối cùng trước khi truy vấn thực sự rời khỏi mạng nội bộ của bạn để đi vào Internet rộng lớn là trình phân giải đệ quy (Recursive Resolver) của Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP).

Cũng giống như các bước trước, khi trình phân giải của ISP nhận được truy vấn, nó sẽ kiểm tra xem bản dịch từ tên miền sang địa chỉ IP có sẵn trong bộ nhớ đệm hay không.

Ngoài ra, trình phân giải này còn có các chức năng xử lý thông minh dựa trên loại bản ghi mà nó đang lưu trữ:

Trường hợp không có gì: Nó sẽ phải hỏi lại từ đầu (Root Server). Trường hợp này thường chỉ xảy ra khi bộ nhớ đệm DNS vừa bị xóa sạch.

Nếu không có bản ghi A (địa chỉ IP) nhưng có bản ghi NS (Nameserver): Nó sẽ truy vấn trực tiếp các Nameserver đó, bỏ qua các bước hỏi Root Server và TLD Server (.com). Điều này giúp tìm ra địa chỉ nhanh hơn.

Nếu không có bản ghi NS: Nó sẽ gửi truy vấn đến các máy chủ TLD (ví dụ .com), bỏ qua Root Server.

7. Kết Luận

Tóm lại, DNS chính là xương sống của Internet, giúp kết nối người dùng với các trang web một cách dễ dàng thông qua tên miền thay vì những dãy số IP khô khan.

Hiểu về cách DNS hoạt động—từ các loại máy chủ (Recursive, Root, TLD, Authoritative) cho đến quy trình phân giải và cơ chế bộ nhớ đệm (Caching)—sẽ giúp bạn nắm rõ hơn về những gì diễn ra “phía sau màn hình” mỗi khi bạn gõ một địa chỉ web và nhấn Enter. Một hệ thống DNS nhanh và bảo mật là yếu tố then chốt để đảm bảo trải nghiệm Internet mượt mà và an toàn.