DNS요청과 UDP

네임 서버의 요청-응답은 Http와 같은 TCP 통신이 아닌 UDP 통신을 사용한다. 따라서 일반적으로 우리가 이해하고 있는 통신과는 사뭇 다르다.

TCP는 hand-shake 과정을 통해 데이터 손실 없이 전송하지만 UDP는 손실이 발생하더라도 목적지까지 빠르게 전송한다. 그렇기에 TCP보다 훨씬 빠른 속도로 데이터 교환이 일어날 수 있다.

그렇다면 왜 DNS 서버는 UDP를 사용할까?

• 빠른 속도
  • DNS는 정말 많은 조회가 일어나기 때문에 빠른 응답을 보장해야한다
  • 상술했듯 UDP는 hand-shake과정이 없기 때문에 TCP보다 훨씬 빠른 속도로 통신이 가능하다
• 작은 용량
  • DNS 통신도 데이터 손실이 일어나면 안된다. 그렇다면 왜 UDP를 사용할까?
  • 그 이유는 작은 용량에 있다. 요청-응답 데이터가 작기 때문에 하나의 패킷(512바이트 이하)로 통신이 가능하다
  • 즉, 하나의 패킷으로 통신이 이루어지기 때문에 데이터 손실이 일어나지 않는다(패킷 자체가 소실되지 않는 한)

Node.js 의 dgram

이전 프로젝트를 하면서 node의 기본 패키지인 net 패키지을 사용해본 적이 있다. net 패키지은 TCP 통신을 지원하는 node의 가장 저수준 패키지이다(http 패키지도 net 패키지 위에서 동작한다).

dgram 도 마찬가지로 UDP 통신을 지원하는 node의 저수준 패키지이다. DNS 요청을 처리하기 위해서는 UDP 통신을 해야하는데 우리 네임 서버는 dgram을 사용하기로 했다.

• dgram에 대한 자세한 내용은 https://nodejs.org/api/dgram.html
• dgram 관련한 구현은 후술할 코드에서 확인해보도록 하자.

DNS 요청에 대한 응답을 하려면 먼저 DNS 요청은 어떻게 오는지 확인해봐야 한다.

dns-packet 패키지 뜯어보기

Packet 객체 뜯어보기

export interface Packet {
    type?: "query" | "response" | undefined;
    id?: number | undefined;
    flags?: number | undefined;
    
    questions?: Question[] | undefined;
    answers?: Answer[] | undefined;
    additionals?: Answer[] | undefined;
    authorities?: Answer[] | undefined;
}

패킷 헤더

• type: DNS 메시지의 종류
  • DNS 통신에서는 질의(query)와 응답(response) 두 가지 유형으로 구분되는 헤더
  • 질의(query)는 클라이언트가 정보를 요청할 때, 응답(response)은 서버가 해당 정보를 제공할 때 사용
• id: 16비트 식별자
  • DNS 요청이 동시에 발생할 경우 각각의 질의-응답의 쌍을 구분하기 위해 사용되는 id로 클라이언트 측에서 질의를 보낼 때 임의의 ID를 생성하고 응답할 때 동일한 ID를 사용
• flags: 16비트 플래그 필드로, DNS 메시지의 다양한 속성을 비트 단위로 표현
  • QR: 질의(0)인지 응답(1)인지 구분
  • AA: 권한 있는 응답인지 여부
  • TC: 메시지가 잘렸는지 여부
  • RD: 재귀적 질의 요청 여부
  • RA: 재귀적 질의 가능 여부
  • RCODE: 응답 상태 코드

패킷 섹션