O que é armazenamento de DNS em cache?

No DNS (Sistema de Nomes de Domínio), o armazenamento em cache é o processo de armazenamento temporário de registros DNS em um sistema operacional, navegador, dispositivo ou rede. Os registros DNS traduzem nomes de domínio legíveis por humanos, como example.com, nos endereços IP correspondentes, como 2001:db8:3e8:2a3::b63, que podem ser entendidos por computadores e dispositivos. Ao armazenar informações de DNS localmente, o cache de DNS permite que os domínios sejam traduzidos ou "resolvidos" mais rapidamente, reduzindo o tráfego de rede.

O DNS (Sistema de Nomes de Domínio) foi projetado para permitir que as pessoas usem nomes de domínio fáceis de lembrar à medida que navegam na Web, em vez de precisarem se lembrar de endereços IP específicos. Por isso, o DNS é como um GPS da Internet. Quando um usuário final digita um nome de domínio como example.com em um navegador (ou quando um usuário clica em um link, ou um computador ou aplicativo da Web precisa entrar em contato com outro dispositivo), o dispositivo do usuário cria uma consulta DNS projetada para localizar o endereço IP correspondente de um sistema de servidores DNS que contém essas informações. Os servidores de DNS autoritativos mantêm os registros de DNS oficiais. Os servidores DNS recursivos aceleram as respostas direcionando as solicitações para o servidor autorizado correto ou produzindo as informações necessárias a partir dos registros DNS armazenados em sua memória ou cache.

Como uma forma de armazenamento temporário, o armazenamento em cache permite que o sistema DNS procure e recupere registros DNS de forma mais rápida e eficiente por um período de tempo. Há um número limitado de servidores DNS autoritativos no mundo. Isso significa que pode levar um pouco de tempo para recuperar registros DNS desses servidores. E com trilhões de solicitações de DNS todos os dias, os servidores autorizados podem ficar facilmente sobrecarregados e parar de funcionar. Ao armazenar em cache os registros DNS em vários locais para reutilização em solicitações futuras, o sistema DNS facilita e agiliza a recuperação de informações DNS enquanto minimiza o tráfego de rede e reduz a carga de trabalho dos servidores autoritativos.

Há vários tipos de cache no sistema DNS. Sempre que um usuário ou uma máquina inicia uma solicitação de DNS, a resposta pode ser armazenada na memória temporária ou no cache do sistema operacional e do navegador do usuário, ou em qualquer um dos servidores recursivos envolvidos na pesquisa. Cada registro DNS tem um valor de vida útil (TTL) que determina por quanto tempo os registros podem ser armazenados em um cache antes de serem excluídos, fazendo com que servidores e sistemas operacionais pesquisem um registro atualizado.

Quando um usuário ou máquina inicia uma consulta DNS, o dispositivo do usuário primeiro verifica o cache local no sistema operacional ou navegador para ver se o registro existe. Se não existir, ele encaminha a solicitação para um servidor DNS recursivo. O servidor recursivo resolve a solicitação com base nas informações armazenadas em seu próprio cache ou a encaminha para outros servidores de nomes e, por fim, para um servidor DNS autoritativo. A resposta do servidor DNS autoritativo é armazenada no cache de cada etapa do resolvedor e encaminhada de volta ao dispositivo do usuário, que carrega a página da Web correta ou se conecta ao dispositivo correto.

Ao armazenar respostas DNS na memória de sistemas operacionais, navegadores ou servidores, o armazenamento em cache do DNS oferece vários grandes benefícios.

• Resolução mais rápida. Quando uma resposta DNS é armazenada em cache, as pesquisas subsequentes para esse mesmo domínio podem ser atendidas diretamente do cache, minimizando a latência eliminando a necessidade de consultar servidores de nomes ou servidores autoritativos adicionais.
• Experiências online ainda melhores. Tempos de resposta mais rápidos dos servidores de cache permitem tempos de carregamento mais eficientes e experiências de alto desempenho para os usuários.
• Otimização de tráfego. O armazenamento em cache ajuda a reduzir o número e o volume de consultas DNS que precisam viajar pela rede, aumentando a eficiência da rede e aliviado a carga nos servidores DNS.
• Maior largura de banda. Ao reduzir o tráfego de DNS na rede, o armazenamento em cache ajuda a conservar a largura de banda, reduzindo os custos e reservando a largura de banda para funções essenciais aos negócios.
• Acesso offline. Quando as solicitações DNS são armazenadas em cache na memória local, os dispositivos ainda podem acessar sites e recursos online, mesmo quando desconectados da Web.
• Distribuição aprimorada. O cache de DNS pode servir como um balanceador de carga, ajudando a distribuir o tráfego de DNS entre servidores e infraestrutura de forma mais uniforme para melhorar a escalabilidade e a resiliência da infraestrutura de DNS.

O armazenamento de DNS em cache oferece benefícios relevantes, mas também pode expor o sistema DNS a riscos. As ameaças que aproveitam o cache de DNS incluem:

• Envenenamento de cache DNS. Também conhecido como falsificação de DNS, o envenenamento de cache DNS é um ataque mal-intencionado que substitui registros DNS legítimos em um cache por informações falsas, para que usuários e dispositivos sejam direcionados para os websites errados. Os invasores usam envenenamento de cache para enganar os usuários para que revelem informações confidenciais em websites ou para distribuir malware, induzindo um usuário a clicar em um link mal-intencionado.
• Registros expirados. Os invasores também podem redirecionar os usuários para um website fraudulento explorando registros de DNS expirados ou não atualizados. Isso pode acontecer quando um resolvedor recursivo não atualiza seu cache ou não respeita os valores TTL, que especificam por quanto tempo um registro DNS deve ser armazenado em cache.

Para mitigar o impacto de ataques em caches DNS e conteúdo em cache, as organizações podem optar por trabalhar com um provedor de segurança de DNS completo que combina a tecnologia de filtragem de DNS com uma presença global, o que pode ajudar a mitigar ataques de DDoS com base em DNS.

O flushing de cache é o processo de limpar um cache DNS de todos os dados armazenados e registros DNS, excluindo registros válidos e inválidos. A liberação do cache força o computador ou o servidor a resolver futuras solicitações de DNS entrando em contato com servidores recursivos ou autoritativos.