1. DNS Cache là gì?
DNS Cache (hoặc DNS caching) là một phần của hệ thống DNS (Domain Name System) dùng để lưu trữ thông tin tương ứng giữa tên miền (domain names) và địa chỉ IP tương ứng. DNS Cache local (hoặc Local DNS Cache) là một bộ nhớ cache mà các thiết bị mạng, chẳng hạn như máy tính hoặc máy chủ DNS, sử dụng để lưu trữ thông tin DNS đã được truy vấn trước đó trong một khoảng thời gian nhất định.
Khi một thiết bị cố gắng truy vấn thông tin DNS cho một tên miền cụ thể, nó sẽ kiểm tra cache trước khi thực hiện một truy vấn DNS thực sự tới máy chủ DNS bên ngoài. Nếu thông tin đã được lưu trong cache, thiết bị sẽ sử dụng thông tin này thay vì thực hiện một truy vấn mới, giúp giảm độ trễ và tăng hiệu suất hệ thống. Nhưng không phải doanh nghiệp nào cũng cần triển khai DNS Cache, đặc biệt là nếu họ có một mạng nhỏ hoặc ít người dùng, và hệ thống DNS của họ đang hoạt động tốt mà không gặp vấn đề về hiệu suất. Triển khai DNS Cache cần một số công cụ và quản lý bổ sung, vì vậy điều quan trọng là đánh giá cẩn thận nhu cầu của doanh nghiệp trước khi quyết định triển khai.
Số lượng người dùng mà một doanh nghiệp cần để xem xét việc triển khai DNS Cache phụ thuộc vào một số yếu tố như:
- Tải lưu lượng mạng: Nếu mạng của doanh nghiệp có lưu lượng mạng cao với nhiều người dùng hoặc nhiều truy vấn DNS được thực hiện, việc sử dụng DNS Cache có thể giúp giảm tải cho máy chủ DNS và cải thiện hiệu suất mạng.
- Kích thước hệ thống: Khi doanh nghiệp có một hệ thống lớn với nhiều máy tính và thiết bị kết nối, việc triển khai DNS Cache có thể giúp giảm áp lực trên máy chủ DNS chính.
- Yêu cầu về hiệu suất: Nếu doanh nghiệp đặt yêu cầu cao về hiệu suất và độ trễ thấp đối với các truy vấn DNS, việc sử dụng DNS Cache có thể hữu ích.
Doanh nghiệp nào cần có DNS Cache?
Khi một client gửi một truy vấn DNS đến một máy chủ DNS, máy chủ DNS có thể cache thông tin này dưới dạng một bản ghi DNS trong một khoảng thời gian nhất định trước khi gửi yêu cầu DNS thực sự đến máy chủ DNS chính. Bản ghi DNS này chứa thông tin về tên miền (domain name) và địa chỉ IP tương ứng, giúp giảm thời gian và tải cho máy chủ DNS.
Thông tin trong bản ghi DNS thường không quá lớn, và nó bao gồm các thông tin cơ bản như:
- Tên miền (domain name).
- Địa chỉ IP tương ứng (hoặc danh sách nếu có nhiều địa chỉ IP liên quan).
- Thời gian sống (TTL – Time To Live) cho bản ghi, cho biết bao lâu thông tin này được coi là hợp lệ trước khi cần phải làm mới bằng cách truy vấn lại máy chủ DNS.
TTL quy định khoảng thời gian mà bản ghi DNS sẽ được lưu trong cache trước khi nó trở nên không hợp lệ và cần phải truy vấn lại máy chủ DNS để cập nhật thông tin.
Vì thông tin trong bản ghi DNS không lớn, việc cache DNS giúp giảm độ trễ cho các truy vấn DNS và cải thiện hiệu suất mạng bằng cách giảm số lượng yêu cầu điều hướng đến máy chủ DNS chính.
DNS Cache hoạt động như thế nào?
DNS Cache thường sẽ lưu lại các thông tin DNS mà client đã request trước đó, chứ không phải lấy toàn bộ thông tin từ forwarder (ví dụ như 8.8.8.8, một máy chủ DNS công cộng của Google) và lưu hết trên DNS Cache.
Khi một client gửi một truy vấn DNS đến máy chủ DNS cache, máy chủ DNS cache sẽ kiểm tra xem thông tin cho tên miền đó đã được lưu trong cache của nó hay chưa. Nếu đã có thông tin trong cache, máy chủ DNS cache sẽ sử dụng thông tin đó để trả lời truy vấn của client, giúp giảm thời gian và tải cho máy chủ DNS. Nếu không có thông tin trong cache hoặc thông tin đã hết hạn (theo TTL), máy chủ DNS cache sẽ truy vấn máy chủ DNS forwarder hoặc máy chủ DNS chính để lấy thông tin mới.
Việc này giúp giảm áp lực cho máy chủ DNS chính hoặc máy chủ forwarder và cải thiện hiệu suất hệ thống bằng cách lưu trữ thông tin DNS tương ứng với các truy vấn phức tạp và tần suất được sử dụng.
Ví dụ kKhi bạn cấu hình máy chủ DNS cache để lấy thông tin từ máy chủ DNS forwarder ví dụ như 8.8.8.8, máy chủ DNS cache sẽ không lưu trữ các bản ghi DNS mà máy chủ DNS forwarder đang lưu. Thay vào đó, nó sẽ chuyển tiếp các truy vấn từ client đến máy chủ DNS forwarder và trả về kết quả cho client mà không lưu trữ thông tin DNS trong cache của nó.
Vì vậy, trong ví dụ của bạn với máy chủ DNS 8.8.8.8 đang lưu trữ 1000 record, máy chủ DNS cache của bạn sẽ không lưu trữ 1000 record đó. Máy chủ DNS cache sẽ thực hiện truy vấn tới 8.8.8.8 khi có yêu cầu từ client và trả về kết quả cho client mà không lưu trữ bản ghi DNS vào cache của nó. Điều này đảm bảo rằng máy chủ DNS cache luôn có dữ liệu mới nhất từ máy chủ DNS forwarder và không cần quản lý cache lớn.
Lợi ích của việc sử dụng DNS Cache.
Việc sử dụng DNS Cache có thể giúp bạn duy trì khả năng truy cập Internet trong trường hợp nhà cung cấp dịch vụ DNS (DNS service provider) của bạn bị tấn công DDoS hoặc gặp sự cố và không thể phân giải tên miền cho bạn.
Khi bạn có DNS Cache local, máy tính hoặc thiết bị của bạn sẽ lưu trữ các bản ghi DNS đã truy vấn trước đó trong một khoảng thời gian nhất định. Nếu máy chủ DNS của nhà cung cấp gặp vấn đề, DNS Cache local của bạn vẫn có thể sử dụng các bản ghi DNS cũ để phân giải tên miền, giúp duy trì khả năng truy cập Internet.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là DNS Cache local chỉ giúp trong trường hợp các bản ghi DNS trong cache vẫn còn hợp lệ (chưa hết TTL). Nếu bạn cần truy cập một tên miền mới hoặc thông tin DNS đã hết hạn trong cache, bạn vẫn có thể gặp khó khăn trong việc phân giải tên miền.
Vì vậy, việc duy trì một DNS Cache local là một phần quan trọng trong việc cải thiện khả năng sẵn sàng và độ tin cậy của mạng của bạn, đặc biệt trong trường hợp có sự cố DNS tại nhà cung cấp dịch vụ DNS chính.
Một số giải pháp DNS cache mã nguồn mở.
Có nhiều giải pháp DNS cache local mã nguồn mở (opensource) mà bạn có thể sử dụng. Dưới đây là một số ví dụ phổ biến:
- Bind (Berkeley Internet Name Domain): Bind là một trong những phần mềm DNS server mã nguồn mở phổ biến nhất. Ngoài việc làm DNS server chính, Bind cũng cung cấp khả năng làm DNS cache local. Bạn có thể cấu hình Bind để làm một máy chủ DNS cache trên máy tính của bạn.
- Dnsmasq: Dnsmasq là một ứng dụng nhẹ và dễ sử dụng cho DNS, DHCP và làm DNS cache local. Nó được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị như router và máy chủ DHCP.
- Unbound: Unbound là một DNS server và DNS cache local mã nguồn mở phù hợp cho các môi trường phức tạp. Nó được thiết kế để đảm bảo tính an toàn và hiệu suất. Unbound được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng mã nguồn mở và có sẵn trên nhiều hệ điều hành.
- PowerDNS Recursor: PowerDNS Recursor là một DNS resolver và cache local mạnh mẽ. Nó có khả năng làm DNS cache và cung cấp nhiều tính năng bảo mật.
Tất cả các giải pháp này đều là mã nguồn mở và có sẵn để tải về và triển khai miễn phí. Bạn có thể lựa chọn giải pháp phù hợp nhất với nhu cầu và môi trường của bạn. Để cài đặt và cấu hình chúng, bạn cần tìm hiểu tài liệu và hướng dẫn cụ thể từ trang web chính thức của từng giải pháp hoặc từ cộng đồng của mã nguồn mở tương ứng.
