DNS là gì? Domain Name System hoạt động thế nào trên Internet?

DNS (Domain Name System) là gì và vì sao chỉ cần nhập tên miền là có thể truy cập website? Đằng sau thao tác tưởng chừng đơn giản đó là hệ thống DNS Server hoạt động liên tục. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ DNS theo cách đơn giản, dễ nhớ nhất!

1. DNS là gì?

DNS (Domain Name System) là hệ thống giúp chuyển đổi tên miền dễ nhớ như www.vnetwork.vn thành địa chỉ IP dạng số mà máy tính có thể hiểu được, ví dụ 203.113.xxx.xxx.

*DNS là hệ thống phân giải tên miền, giúp chuyển đổi tên website thành địa chỉ IP*

Nói một cách dễ hiểu, DNS giống như danh bạ điện thoại của Internet:

Con người nhớ tên miền
Máy tính giao tiếp bằng địa chỉ IP
DNS đóng vai trò phiên dịch giữa hai bên

Nếu không có DNS, người dùng sẽ phải ghi nhớ hàng loạt dãy số IP phức tạp mỗi khi truy cập một trang web.

2. Domain Name System hoạt động để làm gì?

Hệ thống Domain Name System giúp Internet vận hành trơn tru thông qua các chức năng chính:

Phân giải tên miền thành địa chỉ IP chính xác: DNS chuyển đổi tên miền dễ nhớ như www.vnetwork.vn thành địa chỉ IP dạng số mà máy tính có thể hiểu và sử dụng. Nhờ đó, trình duyệt biết chính xác phải kết nối tới máy chủ nào để tải nội dung website.
Giúp trình duyệt xác định đúng máy chủ lưu trữ website: Mỗi website được lưu trữ trên một hoặc nhiều máy chủ khác nhau. DNS đóng vai trò định vị, giúp trình duyệt tìm đúng máy chủ đang quản lý tên miền, tránh truy cập nhầm hoặc không tìm thấy dữ liệu.
Tăng tốc độ truy cập nhờ cơ chế lưu nhớ tạm (cache - bộ nhớ đệm): DNS có khả năng lưu tạm kết quả phân giải trong một khoảng thời gian nhất định. Khi người dùng truy cập lại cùng một website, hệ thống có thể trả lời ngay mà không cần truy vấn lại từ đầu, giúp giảm độ trễ và cải thiện tốc độ tải trang.
Giảm gánh nặng ghi nhớ địa chỉ IP cho người dùng: Thay vì phải ghi nhớ các dãy số IP phức tạp, người dùng chỉ cần nhớ tên miền đơn giản, dễ đọc. DNS đảm nhận toàn bộ việc chuyển đổi phía sau, giúp trải nghiệm Internet trở nên thân thiện và dễ sử dụng hơn.

Nhờ DNS, bạn chỉ cần nhập tên website, còn toàn bộ quá trình tìm máy chủ, kết nối và hiển thị nội dung đều được hệ thống xử lý tự động ở phía sau.

3. DNS Server là gì? Các DNS Server tham gia khi tải một trang web

DNS Server (máy chủ DNS) là máy chủ lưu trữ thông tin phân giải tên miền và trả lời các yêu cầu truy vấn DNS từ người dùng hoặc trình duyệt. Mỗi DNS Server đảm nhiệm một vai trò khác nhau trong chuỗi truy vấn, đảm bảo việc tìm đúng địa chỉ IP diễn ra nhanh và chính xác.

Có 4 loại DNS Server chính tham gia vào quá trình phân giải DNS:

3.1. DNS Recursor (máy chủ phân giải DNS)

DNS Recursor là nơi tiếp nhận yêu cầu đầu tiên từ trình duyệt người dùng. Nó có nhiệm vụ đi “hỏi hộ” các DNS Server khác cho đến khi tìm được câu trả lời cuối cùng.

Có thể hình dung DNS Recursor giống như thủ thư được nhờ đi tìm một cuốn sách trong thư viện.

3.2. Root Name Server (máy chủ gốc)

Root Name Server là điểm bắt đầu của mọi truy vấn DNS. Máy chủ này không lưu IP cụ thể mà chỉ chỉ đường đến máy chủ quản lý tên miền cấp cao hơn như .com, .vn, .net.

3.3. TLD Name Server (Top-Level Domain Server - Máy chủ tên miền cấp cao nhất)

TLD Server quản lý phần mở rộng tên miền như:

.com
.vn
.org

Ví dụ với vnetwork.vn, TLD Server sẽ là .vn và nó sẽ chỉ tiếp đến máy chủ có thẩm quyền quản lý tên miền này.

*TLD Server quản lý phần mở rộng tên miền*

3.4. Authoritative Name Server (máy chủ DNS có thẩm quyền)

Đây là nguồn dữ liệu cuối cùng, nơi lưu trữ chính xác các bản ghi DNS của tên miền. Khi truy vấn đến đây, DNS Server sẽ trả về địa chỉ IP chính xác cho tên miền mà người dùng yêu cầu.

Nhờ sự phối hợp chặt chẽ giữa các DNS Server, từ DNS Recursor đến máy chủ DNS có thẩm quyền, quá trình phân giải tên miền được thực hiện nhanh chóng và chính xác, giúp người dùng truy cập website mượt mà mà không cần quan tâm đến các bước xử lý kỹ thuật phía sau.

4. DNS Resolver là gì và đóng vai trò như thế nào?

Sau khi đã hiểu các loại DNS Server tham gia vào quá trình phân giải tên miền, cần làm rõ một thành phần trung gian rất quan trọng là DNS Resolver (trình phân giải DNS).

DNS Resolver là bộ phận đứng giữa người dùng và hệ thống DNS Server, có nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu phân giải tên miền từ trình duyệt hoặc ứng dụng, sau đó quyết định cách xử lý để tìm ra địa chỉ IP tương ứng.

DNS Resolver có thể hoạt động theo 2 cách:

Trả lời ngay nếu đã có dữ liệu lưu nhớ (cache - bộ nhớ đệm): Khi DNS Resolver đã từng phân giải tên miền trước đó và dữ liệu vẫn còn hiệu lực, nó sẽ trả về kết quả ngay lập tức mà không cần gửi truy vấn đến các DNS Server phía sau. Cách này giúp giảm độ trễ và tăng tốc độ truy cập website.
Tiếp tục truy vấn các DNS Server nếu chưa có thông tin: Trong trường hợp chưa có dữ liệu trong bộ nhớ đệm, DNS Resolver sẽ lần lượt gửi truy vấn đến các DNS Server như Root Name Server, TLD Name Server và Authoritative Name Server để tìm ra địa chỉ IP chính xác.

DNS Resolver thường tồn tại ở nhiều tầng khác nhau, bao gồm:

Trình duyệt web, giúp xử lý nhanh các truy vấn lặp lại
Hệ điều hành, đóng vai trò trung gian trước khi truy vấn ra Internet
Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), nơi vận hành các DNS Resolver quy mô lớn phục vụ nhiều người dùng

Nhờ DNS Resolver, quá trình phân giải DNS được tổ chức hợp lý, giảm số lượng truy vấn không cần thiết và đảm bảo người dùng luôn được kết nối đến đúng website một cách nhanh chóng và ổn định.

5. Quy trình phân giải DNS diễn ra như thế nào?

Khi bạn nhập www.example.com vào trình duyệt, quá trình phân giải DNS thường diễn ra theo các bước:

Trình duyệt gửi yêu cầu đến DNS Recursor: Trình duyệt hoặc hệ điều hành sẽ gửi yêu cầu phân giải tên miền tới DNS Recursor. Đây là máy chủ đóng vai trò trung gian, chịu trách nhiệm tìm ra địa chỉ IP tương ứng cho tên miền mà người dùng nhập.
DNS Recursor hỏi Root Name Server: Nếu DNS Recursor chưa có sẵn thông tin trong bộ nhớ đệm, nó sẽ gửi truy vấn lên Root Name Server. Máy chủ gốc không cung cấp IP trực tiếp mà chỉ hướng dẫn DNS Recursor biết nên tìm tiếp ở đâu.
Root Server chỉ đến TLD Name Server (.com): Root Name Server phản hồi bằng địa chỉ của TLD Name Server tương ứng với phần mở rộng tên miền, chẳng hạn .com, .vn hoặc .org, để tiếp tục quá trình tìm kiếm.
TLD Server chỉ đến Authoritative Name Server: TLD Name Server sẽ xác định và cung cấp địa chỉ của Authoritative Name Server - máy chủ DNS có thẩm quyền quản lý trực tiếp tên miền example.com.
Authoritative Server trả về địa chỉ IP: Authoritative Name Server kiểm tra dữ liệu DNS của tên miền và trả về địa chỉ IP chính xác cho DNS Recursor. Đây là kết quả cuối cùng của quá trình phân giải.
Trình duyệt dùng địa chỉ IP để tải website: DNS Recursor gửi lại địa chỉ IP cho trình duyệt, từ đó trình duyệt kết nối tới máy chủ web và tải nội dung website để hiển thị cho người dùng.

Toàn bộ quá trình này chỉ mất vài phần nghìn giây. Nhờ quy trình phân giải DNS theo từng tầng như trên, trình duyệt luôn tìm được đúng máy chủ trong thời gian rất ngắn, giúp việc truy cập website diễn ra gần như tức thì mà người dùng không nhận ra các bước xử lý phía sau.

6. Các loại truy vấn DNS phổ biến

Trong quá trình phân giải DNS, hệ thống sử dụng nhiều hình thức truy vấn khác nhau để cân bằng giữa độ chính xác và tốc độ phản hồi. Ba loại truy vấn DNS phổ biến nhất gồm:

Recursive Query (truy vấn đệ quy): Với truy vấn đệ quy, máy khách (trình duyệt hoặc hệ điều hành) yêu cầu DNS Resolver phải trả về kết quả cuối cùng, tức là địa chỉ IP chính xác của tên miền, hoặc thông báo lỗi nếu không tìm thấy. Người dùng không cần quan tâm đến các bước trung gian phía sau.
Iterative Query (truy vấn lặp): Trong truy vấn lặp, mỗi DNS Server sẽ trả lời bằng thông tin tốt nhất mà nó có, thường là chỉ dẫn đến DNS Server tiếp theo trong hệ thống. DNS Resolver sẽ dựa vào các chỉ dẫn này để tiếp tục truy vấn cho đến khi tìm được kết quả cuối cùng.
Non-recursive Query (truy vấn không đệ quy): Truy vấn không đệ quy xảy ra khi DNS Server hoặc DNS Resolver đã có sẵn thông tin trong cache (bộ nhớ đệm) hoặc là máy chủ có thẩm quyền cho tên miền đó. Khi này, kết quả được trả về ngay mà không cần thực hiện thêm các truy vấn khác.

Việc kết hợp linh hoạt giữa truy vấn đệ quy, truy vấn lặp và truy vấn không đệ quy giúp hệ thống DNS vừa đảm bảo tính chính xác, vừa tối ưu tốc độ phản hồi khi người dùng truy cập Internet.

7. DNS Cache là gì? Vì sao DNS giúp tăng tốc truy cập?

Trong thực tế, không phải truy vấn DNS nào cũng phải đi qua đầy đủ các bước từ Root Name Server đến Authoritative Name Server. Để giảm số lượng truy vấn lặp lại và rút ngắn thời gian phản hồi, hệ thống DNS sử dụng một cơ chế quan trọng gọi là DNS Cache.

DNS Cache (bộ nhớ đệm DNS) là cơ chế lưu tạm kết quả phân giải tên miền thành địa chỉ IP trong một khoảng thời gian nhất định, được xác định bởi TTL (Time To Live - thời gian tồn tại). Khi TTL còn hiệu lực, hệ thống sẽ sử dụng lại kết quả đã lưu thay vì thực hiện truy vấn DNS mới.

DNS Cache có thể tồn tại ở nhiều lớp khác nhau trong quá trình truy cập Internet, bao gồm:

Trình duyệt web: Trình duyệt thường lưu DNS Cache để xử lý nhanh các lần truy cập lặp lại. Khi người dùng mở lại một website đã truy cập trước đó, trình duyệt có thể sử dụng ngay thông tin DNS đã lưu mà không cần gửi yêu cầu ra ngoài.
Hệ điều hành: Hệ điều hành đóng vai trò trung gian giữa trình duyệt và mạng Internet. DNS Cache ở cấp hệ điều hành giúp nhiều ứng dụng trên cùng một thiết bị dùng chung kết quả phân giải DNS, từ đó giảm số lượng truy vấn phát sinh.
DNS Server của nhà mạng: Các DNS Server do nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) vận hành cũng lưu DNS Cache để phục vụ đồng thời nhiều người dùng. Nhờ vậy, những truy vấn phổ biến có thể được trả lời nhanh chóng mà không cần truy vấn lên các máy chủ DNS cấp cao hơn.

Nhờ cơ chế DNS Cache, các truy vấn DNS không cần lặp lại từ đầu cho mỗi lần truy cập, giúp giảm độ trễ, tiết kiệm tài nguyên mạng và cải thiện đáng kể tốc độ tải website đối với người dùng.

8. Các bản ghi DNS phổ biến hiện nay

Trong hệ thống DNS, mỗi tên miền được quản lý thông qua các bản ghi DNS. Mỗi loại bản ghi đảm nhiệm một chức năng riêng, giúp định tuyến truy cập, vận hành dịch vụ và đảm bảo tính ổn định cho website.

A Record: A Record dùng để trỏ tên miền hoặc tên miền phụ đến một địa chỉ IPv4 cụ thể. Đây là bản ghi cơ bản và được sử dụng phổ biến nhất khi kết nối tên miền với máy chủ lưu trữ website.
AAAA Record: AAAA Record có chức năng tương tự A Record nhưng dùng để trỏ tên miền đến địa chỉ IPv6, đáp ứng nhu cầu mở rộng không gian địa chỉ Internet trong tương lai.
CNAME Record: CNAME Record cho phép tạo bí danh cho một tên miền khác. Thay vì trỏ trực tiếp đến địa chỉ IP, CNAME trỏ đến một tên miền gốc, giúp việc quản lý và thay đổi cấu hình trở nên linh hoạt hơn.
MX Record: MX Record xác định máy chủ xử lý email cho tên miền. Bản ghi này cho phép chỉ định nhiều máy chủ email và thiết lập mức độ ưu tiên để đảm bảo việc gửi, nhận email ổn định.
TXT Record: TXT Record lưu trữ các thông tin dạng văn bản, thường được sử dụng để xác thực tên miền, cấu hình bảo mật hoặc thiết lập các chính sách liên quan đến email và dịch vụ.
NS Record: NS Record chỉ định máy chủ DNS có thẩm quyền quản lý tên miền. Bản ghi này giúp hệ thống DNS biết phải truy vấn máy chủ nào khi cần phân giải tên miền.

Việc cấu hình đúng và đầy đủ các bản ghi DNS giúp hệ thống Domain Name System hoạt động chính xác, ổn định và là nền tảng quan trọng để website, email và các dịch vụ Internet vận hành hiệu quả.

9. Vì sao DNS là thành phần quan trọng của Internet?

DNS được xem là nền tảng cốt lõi của Internet, đóng vai trò trung gian kết nối giữa người dùng và các dịch vụ trực tuyến. Trước khi một website được tải, một email được gửi hay một ứng dụng kết nối đến máy chủ, hệ thống DNS luôn là bước khởi đầu không thể thiếu.

9.1. Tốc độ tải trang

DNS ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian phản hồi ban đầu khi người dùng truy cập website. Một hệ thống DNS được thiết kế và tối ưu tốt sẽ giúp quá trình phân giải tên miền diễn ra nhanh chóng, giảm độ trễ trước khi trình duyệt bắt đầu tải nội dung. Ngược lại, DNS phản hồi chậm có thể khiến website “đứng hình” dù máy chủ vẫn hoạt động bình thường.

9.2. Tính ổn định của hệ thống

DNS đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng truy cập liên tục của website và dịch vụ trực tuyến. Khi một máy chủ hoặc một tuyến mạng gặp sự cố, DNS có thể chuyển hướng truy vấn sang máy chủ dự phòng khác, giúp hạn chế gián đoạn và duy trì tính sẵn sàng của hệ thống.

9.3. Khả năng định tuyến dịch vụ

DNS không chỉ trả về một địa chỉ IP cố định mà còn có thể điều hướng truy cập thông minh. Dựa trên vị trí địa lý của người dùng, tình trạng tải hệ thống hoặc loại dịch vụ yêu cầu, DNS giúp đưa người dùng đến máy chủ phù hợp nhất. Cơ chế này là nền tảng của các hạ tầng hiện đại như CDN, cloud và hệ thống phân phối nội dung toàn cầu.

9.4. Mức độ an toàn thông tin

DNS góp phần quan trọng trong việc bảo vệ người dùng và hệ thống trước các mối đe dọa trên Internet. Thông qua các cơ chế xác thực, kiểm soát truy vấn và phát hiện bất thường, DNS giúp hạn chế rủi ro như giả mạo tên miền, chuyển hướng độc hại hay tấn công lừa đảo, từ đó tăng mức độ an toàn khi truy cập Internet.

Chỉ cần một sự cố liên quan đến DNS, website có thể không truy cập được dù máy chủ vẫn hoạt động bình thường, cho thấy DNS là mắt xích then chốt quyết định hiệu năng, độ ổn định và an toàn của toàn bộ hệ thống Internet.

FAQ - Câu hỏi thường gặp về DNS

1. DNS là gì và dùng để làm gì?

DNS là hệ thống phân giải tên miền, giúp chuyển đổi tên website thành địa chỉ IP để máy tính có thể kết nối đúng máy chủ. Nhờ DNS, người dùng không cần ghi nhớ các dãy số IP phức tạp khi truy cập Internet.

2. DNS Server khác gì với máy chủ web?

DNS Server chỉ chịu trách nhiệm phân giải tên miền, còn máy chủ web là nơi lưu trữ nội dung website. DNS giúp trình duyệt tìm đúng máy chủ web trước khi tải dữ liệu hiển thị cho người dùng.

3. Domain Name System có ảnh hưởng đến tốc độ website không?

Có. DNS ảnh hưởng đến thời gian truy vấn ban đầu khi người dùng truy cập website. DNS hoạt động ổn định, có cơ chế lưu nhớ tốt sẽ giúp giảm độ trễ và cải thiện tốc độ tải trang.

4. DNS Cache là gì?

DNS Cache là bộ nhớ tạm lưu kết quả phân giải DNS trong một khoảng thời gian nhất định. Nhờ DNS Cache, những lần truy cập sau không cần truy vấn lại toàn bộ hệ thống DNS, giúp truy cập nhanh hơn.

5. Nếu DNS gặp sự cố thì điều gì xảy ra?

Khi DNS gặp sự cố, người dùng có thể không truy cập được website dù máy chủ vẫn hoạt động. Trình duyệt sẽ không tìm được địa chỉ IP tương ứng với tên miền đã nhập.