Le Domain Name System (DNS)

Mise à jour : 06/11/2024

Dans le cadre de notre exploration des réseaux et des protocoles essentiels au fonctionnement d’Internet, après avoir étudié les fondements du modèle TCP/IP et du protocole IP, il est naturel de s’intéresser au Domain Name System (DNS). Le DNS permet aux utilisateurs d’accéder facilement aux ressources en ligne sans avoir à retenir ou saisir des adresses IP numériques. Il agit comme un annuaire numérique pour Internet, en traduisant les noms de domaine, comme www.exemple.com ↗, en adresses IP que les machines peuvent comprendre.**

Architecture du DNS

Pour comprendre le fonctionnement du DNS, il est essentiel de connaître son architecture, qui repose sur plusieurs types de serveurs et de composants interdépendants. Ensemble, ils assurent la résolution des noms de domaine en adresses IP, rendant possible la navigation sur Internet. Cette architecture décentralisée et hiérarchisée est conçue pour être résiliente, efficace et flexible.

Les Composantes Principales du DNS

L’architecture DNS repose sur plusieurs composants clés :

Serveurs de noms racine : Au sommet de la hiérarchie DNS, les serveurs de noms racine sont le point de départ de toutes les requêtes DNS. Ils fournissent des informations de base pour orienter les requêtes vers les serveurs TLD (Top-Level Domain).
Serveurs TLD (Top-Level Domain) : Ces serveurs gèrent les domaines de premier niveau, tels que .com, .org, ou .fr. Les serveurs TLD pointent vers les serveurs de noms faisant autorité pour un domaine spécifique.
Serveurs de noms faisant autorité : Chaque domaine dispose d’un serveur de noms faisant autorité qui contient les enregistrements DNS officiels du domaine. Ce serveur répond aux requêtes en donnant les informations correctes pour le nom de domaine demandé. Par exemple, un serveur de noms faisant autorité pour exemple.com contiendra des enregistrements DNS pour ce domaine.
Serveurs de cache DNS : Les serveurs de cache stockent temporairement les réponses aux requêtes DNS pour accélérer le processus. Lorsqu’une adresse IP est déjà en cache, la réponse peut être fournie sans avoir besoin de refaire le parcours complet de résolution.

Les Types de Serveurs DNS

Les serveurs DNS se répartissent en deux types principaux selon leur fonction dans la résolution des noms :

Serveurs récursifs : Un serveur récursif est celui qui reçoit la demande initiale d’un client (comme votre navigateur) et se charge de trouver la réponse en interrogeant les autres serveurs. Ce serveur vérifie d’abord si la réponse est déjà en cache ; sinon, il contacte d’autres serveurs DNS pour obtenir la réponse.
Serveurs faisant autorité : Ce serveur détient les informations finales sur un domaine donné. Par exemple, le serveur faisant autorité pour exemple.com a les données exactes pour ce domaine. Il est souvent configuré par le propriétaire du domaine et contient les enregistrements spécifiques nécessaires pour diriger les requêtes.

Les rôles des serveurs récursifs et faisant autorité sont complémentaires, et leur fonctionnement conjoint est essentiel pour garantir la rapidité et la fiabilité des résolutions DNS.

Fonctionnement du DNS

Après avoir exploré l’architecture et les composants du DNS, nous allons maintenant détailler comment se déroule le processus de résolution des noms. Ce processus est fondamental pour traduire des noms de domaine en adresses IP utilisables par les machines. Comprendre le fonctionnement interne du DNS vous permettra de diagnostiquer des problèmes réseau, d’optimiser les performances de résolution, et d’assurer la sécurité de vos configurations DNS.

Processus de Résolution de Noms

La résolution d’un nom de domaine suit un processus en plusieurs étapes, impliquant différents types de serveurs DNS. Imaginons qu’un utilisateur souhaite accéder à un site web en entrant l’URL www.exemple.com ↗ dans son navigateur.

Explications :

Requête du Client : Le navigateur envoie une requête au serveur DNS récursif configuré pour l’appareil de l’utilisateur (souvent fourni par le FAI ou configuré manuellement, par exemple, Google DNS ou Cloudflare DNS).
Recherche en Cache : Le serveur récursif vérifie d’abord son cache DNS pour voir s’il a déjà la réponse pour www.exemple.com ↗. Si l’adresse IP est en cache, le serveur renvoie immédiatement la réponse au client. Sinon, il passe aux étapes suivantes.
Interrogation du Serveur de Noms Racine : Si le serveur récursif ne trouve pas la réponse en cache, il interroge un serveur de noms racine. Ce serveur racine répond en orientant la requête vers le serveur TLD (par exemple, pour .com).
Interrogation du Serveur TLD : Le serveur récursif contacte ensuite le serveur TLD pour le domaine de premier niveau correspondant (ici, .com). Ce serveur TLD indique au serveur récursif quel est le serveur faisant autorité pour exemple.com.
Interrogation du Serveur Faisant Autorité : Le serveur récursif interroge alors le serveur de noms faisant autorité pour exemple.com, qui possède l’enregistrement DNS exact pour ce domaine.
Réponse au Client : Le serveur faisant autorité renvoie l’adresse IP de www.exemple.com ↗ au serveur récursif, qui la renvoie à son tour au client (navigateur). L’utilisateur peut alors accéder au site web.

Ce processus, bien que détaillé en plusieurs étapes, se déroule en quelques millisecondes pour assurer une navigation fluide.

Les Types de Requêtes DNS

Il existe plusieurs types de requêtes DNS, chacun jouant un rôle particulier dans le processus de résolution des noms.

Requête Récursive : Dans une requête récursive, le serveur DNS récursif agit au nom du client et effectue tout le parcours de résolution pour obtenir la réponse finale. Le client reçoit alors l’adresse IP ou un message d’échec si la résolution échoue.
Requête Itérative : Dans une requête itérative, le serveur DNS renvoie au client une liste de serveurs qui pourraient avoir la réponse, sans chercher lui-même plus loin. Le client ou un serveur intermédiaire doit alors poursuivre la requête étape par étape.
Requête Inverse : Une requête inverse est le processus inverse de la résolution de noms classique. Au lieu de chercher l’adresse IP correspondant à un nom de domaine, on cherche à identifier le nom de domaine associé à une adresse IP donnée. Les enregistrements de type PTR (Pointer) sont utilisés pour ce type de requête, couramment employée dans des configurations de sécurité réseau ou de messagerie.

Les Enregistrements DNS

Le système DNS utilise différents types d’enregistrements DNS pour fournir les informations nécessaires. Voici les principaux types d’enregistrements et leur usage :

Enregistrement A : Associe un nom de domaine à une adresse IPv4. Par exemple, un enregistrement A pour www.exemple.com ↗ pourrait pointer vers 93.184.216.34.
Enregistrement AAAA : Similaire à l’enregistrement A, mais pour les adresses IPv6.
Enregistrement CNAME (Canonical Name) : Utilisé pour aliaser un domaine vers un autre. Par exemple, blog.exemple.com peut être configuré comme alias (CNAME) de www.exemple.com ↗.
Enregistrement MX (Mail Exchange) : Indique le serveur de messagerie pour un domaine, essentiel pour le routage des emails. Par exemple, un enregistrement MX pour exemple.com pourrait pointer vers mail.exemple.com.
Enregistrement TXT : Contient des informations textuelles pour le domaine. Souvent utilisé pour des configurations de sécurité, telles que les enregistrements SPF (Sender Policy Framework) ou DKIM (DomainKeys Identified Mail).
Enregistrement NS (Name Server) : Indique les serveurs DNS faisant autorité pour un domaine. Par exemple, les enregistrements NS pour exemple.com indiqueront les serveurs responsables de fournir les enregistrements pour ce domaine.
Enregistrement SOA (Start of Authority) : Fournit des informations sur la zone DNS, y compris l’autorité principale pour le domaine et des informations de gestion, comme l’intervalle de rafraîchissement des données DNS.
Enregistrement PTR : Utilisé pour les requêtes inverses, permettant de mapper une adresse IP à un nom de domaine.

Exemples Pratiques

Configuration d’un Enregistrement A : Si vous voulez que www.exemple.com ↗ pointe vers l’adresse IP 93.184.216.34, vous devez configurer un enregistrement A pour www.exemple.com ↗ avec cette adresse IP.
Création d’un Alias avec CNAME : Si blog.exemple.com doit être un alias de www.exemple.com ↗, un enregistrement CNAME sera configuré pour blog.exemple.com, pointant vers www.exemple.com ↗.
Configuration de la Messagerie avec MX : Pour que les emails envoyés à @exemple.com arrivent sur le serveur de messagerie mail.exemple.com, un enregistrement MX est configuré pour exemple.com, pointant vers mail.exemple.com.

En comprenant le rôle de chaque enregistrement DNS, vous serez capable de configurer des domaines de manière efficace et de diagnostiquer des problèmes de résolution de noms, tout en optimisant la sécurité et les performances de votre infrastructure DNS.

Sécurité du DNS

Le DNS est un élément fondamental d’Internet, mais il est aussi vulnérable à diverses attaques pouvant compromettre la sécurité et l’intégrité des communications réseau. Les attaquants exploitent souvent les faiblesses du DNS pour rediriger les utilisateurs vers des sites malveillants, intercepter des données ou perturber le trafic. Dans ce chapitre, nous allons explorer les vulnérabilités courantes du DNS et les solutions pour sécuriser efficacement le système DNS, notamment avec DNSSEC.

Vulnérabilités Courantes du DNS

Empoisonnement de Cache (DNS Cache Poisoning) : L’empoisonnement de cache est une technique où un attaquant insère des informations erronées dans le cache DNS. Par exemple, une requête pour www.exemple.com ↗ peut être redirigée vers une adresse IP contrôlée par l’attaquant. Cela permet de diriger les utilisateurs vers des sites malveillants, de voler des informations de connexion ou de diffuser des logiciels malveillants. Le cache empoisonné persiste jusqu’à ce qu’il expire ou soit corrigé, ce qui peut exposer les utilisateurs pendant une période prolongée.
Attaques DDoS (Distributed Denial of Service) : Dans une attaque DDoS, les attaquants submergent un serveur DNS de requêtes, rendant le service indisponible pour les utilisateurs légitimes. Les attaques DDoS visent souvent les serveurs de noms racine ou les serveurs DNS d’organisations, perturbant ainsi leur connectivité en ligne.
Usurpation DNS (DNS Spoofing) : L’usurpation DNS consiste à intercepter des requêtes DNS et à fournir de fausses informations. Les utilisateurs sont alors redirigés vers des sites contrôlés par les attaquants, qui peuvent voler des informations sensibles ou mener des attaques de phishing. L’usurpation DNS est souvent combinée à d’autres attaques, comme l’empoisonnement de cache, pour maximiser les dégâts.
Amplification DNS : L’amplification DNS est une technique utilisée pour augmenter la puissance d’une attaque DDoS. L’attaquant envoie une petite requête à un serveur DNS qui, en retour, envoie une réponse bien plus volumineuse à la victime. En exploitant cette “amplification”, l’attaquant peut inonder la victime de trafic sans disposer d’une puissance de calcul importante.

Ces attaques montrent que le DNS, bien qu’essentiel, peut devenir un point de faiblesse majeur pour la sécurité du réseau si des mesures de protection adéquates ne sont pas mises en place.

DNSSEC : Une Solution pour Sécuriser le DNS

Pour contrer ces vulnérabilités, des extensions de sécurité ont été introduites dans le DNS, notamment DNSSEC (DNS Security Extensions). DNSSEC améliore la sécurité du DNS en ajoutant une couche d’authentification et d’intégrité des données. Voici comment cela fonctionne et comment l’implémenter pour renforcer la sécurité de vos configurations DNS.

Objectif de DNSSEC : DNSSEC ne crypte pas les données, mais il ajoute des signatures numériques aux enregistrements DNS. Ces signatures permettent aux serveurs DNS de vérifier que les informations renvoyées sont authentiques et n’ont pas été altérées par des attaquants.
Fonctionnement de DNSSEC : Lorsque DNSSEC est activé pour un domaine, chaque enregistrement DNS est signé numériquement par le serveur faisant autorité pour ce domaine. Un serveur DNS récursif peut alors vérifier l’authenticité des enregistrements reçus en validant les signatures numériques. Si un enregistrement a été modifié ou falsifié, la signature ne correspondra pas et la requête sera rejetée.
Chaîne de Confiance : Pour que DNSSEC soit efficace, une chaîne de confiance doit être établie. Cela signifie que chaque niveau de la hiérarchie DNS, des serveurs racine aux serveurs TLD et aux serveurs faisant autorité pour le domaine, doit également être sécurisé avec DNSSEC. Par exemple, si exemple.com utilise DNSSEC, les serveurs de noms racine et les serveurs TLD pour .com doivent eux aussi être compatibles avec DNSSEC pour que la chaîne de confiance soit complète.
Implémentation de DNSSEC : Activer DNSSEC sur un domaine nécessite de signer la zone DNS et de configurer les enregistrements pour valider les signatures. Cela implique l’ajout de DS records (Delegation Signer) dans les serveurs TLD, et de RRSIG (Resource Record Signature) pour chaque enregistrement de la zone DNS. L’activation de DNSSEC est souvent proposée par les fournisseurs de noms de domaine, qui facilitent le processus de configuration.
Limitations de DNSSEC : Bien que DNSSEC améliore la sécurité du DNS, il présente certaines limites. Tout d’abord, il augmente la taille des requêtes DNS, ce qui peut ralentir légèrement la résolution des noms. De plus, DNSSEC ne protège pas contre toutes les attaques, comme le DDoS, et nécessite une configuration précise pour éviter les erreurs de validation.

Bonnes Pratiques pour Renforcer la Sécurité DNS

En plus de DNSSEC, d’autres bonnes pratiques permettent de réduire les risques liés aux attaques DNS :

Configurer des durées de cache appropriées (TTL) : Choisir une durée de vie (TTL) raisonnable pour le cache DNS afin de minimiser les effets d’un éventuel empoisonnement de cache.
Limiter les Requêtes par IP : Limiter le nombre de requêtes par adresse IP permet de réduire le risque d’attaques par amplification DNS et de surcharge de serveur.
Utiliser des serveurs DNS redondants : Configurer plusieurs serveurs DNS avec des fournisseurs différents améliore la résilience face aux attaques et aux pannes.
Surveiller les Logs DNS : Analyser régulièrement les journaux DNS peut aider à détecter des comportements suspects ou une augmentation de trafic qui pourrait indiquer une attaque en cours.
Utiliser des Services DNS Sécurisés : Certains fournisseurs de DNS, comme Cloudflare ou Google Public DNS, offrent des fonctionnalités avancées de sécurité, comme la protection contre les attaques DDoS et l’intégration de DNSSEC.

Commandes Utiles pour le DNS

Le DNS est un élément clé du réseau, et plusieurs commandes permettent d’interagir avec les serveurs DNS pour diagnostiquer, configurer et surveiller les résolutions de noms. Que ce soit pour tester la disponibilité des serveurs, vérifier les enregistrements DNS ou diagnostiquer des problèmes de connexion, ces commandes sont essentielles pour les administrateurs réseau et les DevOps.

`nslookup`

La commande nslookup (Name Server Lookup) est une commande simple et populaire pour interroger les serveurs DNS. Elle est souvent utilisée pour vérifier rapidement les résolutions de noms.

Requête de base : Pour obtenir l’adresse IP associée à un nom de domaine, entrez simplement :
Terminal window
```
nslookup www.exemple.com
```
Cette commande retourne l’adresse IP du domaine spécifié.
Changer de Serveur DNS : Vous pouvez spécifier un serveur DNS particulier pour effectuer la requête :
Terminal window
```
nslookup www.exemple.com 8.8.8.8
```
Ici, la requête est envoyée à Google Public DNS (8.8.8.8) au lieu du serveur DNS par défaut.
Mode Interactif : En lançant nslookup seul, vous entrez en mode interactif, où vous pouvez taper plusieurs requêtes successives sans relancer la commande. Pour quitter le mode interactif, utilisez exit.

`dig`

La commande dig (Domain Information Groper) est plus avancée que nslookup et offre des options détaillées pour interroger les serveurs DNS. Elle est très populaire chez les administrateurs réseau et les utilisateurs expérimentés pour sa flexibilité et ses informations complètes.

Requête Simple : La commande de base pour obtenir l’adresse IP d’un domaine :
Terminal window
```
dig www.exemple.com
```
Cette commande retourne l’enregistrement A du domaine, ainsi que des informations de diagnostic, comme le serveur DNS interrogé et le temps de réponse.
Obtenir des Enregistrements Spécifiques : Pour obtenir un enregistrement particulier, vous pouvez spécifier le type d’enregistrement :
Terminal window
```
dig www.exemple.com MX
```
Ici, on récupère l’enregistrement MX (Mail Exchange) pour www.exemple.com ↗, qui indique les serveurs de messagerie associés au domaine.
Utilisation d’un Serveur DNS Spécifique : Comme avec nslookup, vous pouvez spécifier un serveur DNS pour la requête :
Terminal window
```
dig @8.8.8.8 www.exemple.com
```
Cette commande interroge Google Public DNS pour obtenir l’enregistrement A de www.exemple.com ↗.
Recherche Inverse : Pour effectuer une recherche inverse (résolution IP vers nom de domaine), utilisez la commande suivante :
Terminal window
```
dig -x 93.184.216.34
```
Cette commande retourne le nom de domaine associé à l’adresse IP.
Options Avancées : dig propose également des options avancées, comme la possibilité de limiter la profondeur de la résolution récursive ou d’afficher uniquement certaines informations. Par exemple, pour afficher uniquement la réponse sans détails supplémentaires :
Terminal window
```
dig +short www.exemple.com
```

`host`

La commande host est une autre alternative pour interroger des serveurs DNS. Elle est plus concise que dig et peut être plus rapide pour des requêtes simples.

Requête de Base : La commande de base pour obtenir l’adresse IP d’un domaine est simple :
Terminal window
```
host www.exemple.com
```
Cette commande retourne directement l’adresse IP associée au domaine.
Obtenir des Enregistrements Spécifiques : Pour obtenir des enregistrements spécifiques comme MX, utilisez l’option correspondante :
Terminal window
```
host -t MX exemple.com
```
Cette commande renvoie les enregistrements de messagerie pour exemple.com.
Requête Inverse : Pour effectuer une recherche inverse, entrez l’adresse IP comme argument :
Terminal window
```
host 93.184.216.34
```
Cette commande retourne le nom de domaine correspondant à l’adresse IP.

Vous pouvez également consultez le guide sur commandes réseaux à connaitre.

Exemple de Mise en Oeuvre

Pour approfondir vos connaissances sur le DNS et découvrir des exemples pratiques, je vous invite à consulter mes billets de blog. Vous y trouverez des guides détaillés sur :

La mise en œuvre d’un serveur DNS sur Raspberry Pi : un projet accessible et enrichissant, parfait pour expérimenter et comprendre les bases d’un serveur DNS en utilisant un matériel abordable.
Installation d’un serveur DNS sur la machine de rebonds du homelab : Ce guide vous permettra d’installer et de configurer un serveur DNS sur votre machine de rebonds, améliorant ainsi la résolution des noms de domaine sur le réseau privé de votre homelab.
Installation de PowerDNS : ce guide couvre les étapes pour installer et configurer PowerDNS, une solution de serveur DNS moderne, flexible et performante, adaptée aux environnements dynamiques et à haute disponibilité.
Installation de PowerDNS Admin : PowerDNS Admin est un outil pratique pour gérer PowerDNS avec une interface graphique. Ce billet explique comment le configurer et l’utiliser pour simplifier la gestion des enregistrements DNS et des zones.

Ces articles sont anciens ont été conçus pour vous guider étape par étape et vous fournir des astuces et bonnes pratiques.

Conclusion

En conclusion, ce guide vous a permis de découvrir les fondamentaux du DNS, son fonctionnement, et les outils pour le configurer et le diagnostiquer. Comprendre le DNS est essentiel pour naviguer dans les réseaux modernes, car il sert de passerelle entre les utilisateurs et les ressources en ligne.

La prochaine étape dans ce parcours sera de plonger dans le NAT (Network Address Translation), une technologie qui permet de gérer efficacement les adresses IP et d’assurer la connectivité des appareils dans un réseau privé avec le monde extérieur. Le NAT est particulièrement important pour la sécurité réseau et l’optimisation des ressources, et il s’intègre parfaitement avec les concepts que nous avons abordés dans le DNS.

Suivez-nous dans ce prochain chapitre pour approfondir cette technologie essentielle