DNS 리졸버 구현: C언어로 만나는 인터넷의 주소록 🌐📚

안녕, 친구들! 오늘은 정말 흥미진진한 주제로 찾아왔어. 바로 'DNS 리졸버 구현'이야. 😎 이게 뭔 소리냐고? 걱정 마! 지금부터 아주 쉽고 재미있게 설명해줄게. 우리가 매일 사용하는 인터넷의 비밀을 파헤치는 여정을 떠나보자구!

🚀 잠깐! 이 글은 프로그램 개발, 특히 C 언어와 관련이 깊은 내용이야. 하지만 걱정 마. 어려운 용어는 최대한 풀어서 설명할 거니까 편하게 읽어줘!

DNS가 뭐야? 인터넷의 전화번호부! 📞

자, 먼저 DNS가 뭔지부터 알아볼까? DNS는 'Domain Name System'의 약자야. 뭔가 거창해 보이지? 사실 아주 간단한 개념이야.

🤔 예를 들어볼게. 너희가 친구 집에 놀러 가고 싶다고 치자. 근데 주소를 모르면 어떡해? 그럴 땐 전화번호부를 찾아보겠지? DNS도 비슷해. 우리가 웹사이트에 접속하려고 할 때, 컴퓨터는 그 웹사이트의 '주소'를 알아야 해. 근데 그 주소가 숫자로 되어 있다면? 기억하기 힘들겠지?

DNS는 우리가 기억하기 쉬운 웹사이트 이름(예: www.jaenung.net)을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소(예: 192.168.1.1)로 바꿔주는 시스템이야. 마치 전화번호부처럼 이름을 찾으면 번호가 나오는 거지!

DNS 리졸버가 뭐야? 우리의 인터넷 탐정! 🕵️‍♂️

자, 이제 DNS가 뭔지 알았으니까 DNS 리졸버에 대해 알아볼 차례야. DNS 리졸버는 뭘까? 간단히 말하면, DNS 리졸버는 우리가 입력한 웹사이트 이름을 가지고 IP 주소를 찾아주는 프로그램이야.

DNS 리졸버는 마치 인터넷 세상의 탐정 같아! 우리가 "www.jaenung.net에 가고 싶어!"라고 말하면, DNS 리졸버는 "알겠어, 그 주소를 찾아올게!"라고 하면서 열심히 IP 주소를 찾아다니는 거지.

💡 재미있는 사실: 재능넷(www.jaenung.net)같은 웹사이트도 DNS 리졸버 덕분에 쉽게 찾아갈 수 있어. 만약 DNS가 없다면, 우리는 모든 웹사이트의 IP 주소를 외워야 할 거야. 상상만 해도 끔찍하지?

C언어로 DNS 리졸버 만들기: 우리만의 인터넷 탐정 키우기 🐣

자, 이제 진짜 재미있는 부분이 왔어! 우리가 직접 C언어로 DNS 리졸버를 만들어볼 거야. 어렵게 들릴 수도 있지만, 천천히 따라오면 누구나 할 수 있어!

먼저, 우리가 만들 DNS 리졸버의 기본 구조를 살펴보자:


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define DNS_PORT 53
#define MAX_DNS_SIZE 512

// DNS 헤더 구조체
struct DNSHeader {
    unsigned short id;
    unsigned short flags;
    unsigned short qdcount;
    unsigned short ancount;
    unsigned short nscount;
    unsigned short arcount;
};

// DNS 쿼리 구조체
struct DNSQuery {
    char *name;
    unsigned short qtype;
    unsigned short qclass;
};

// DNS 리졸버 함수
int dns_resolver(const char *domain_name) {
    // 여기에 DNS 리졸버 로직을 구현할 거야!
}

int main() {
    const char *domain = "www.jaenung.net";
    dns_resolver(domain);
    return 0;
}

우와, 뭔가 복잡해 보이지? 걱정 마! 하나씩 차근차근 설명해줄게. 😊

1. 필요한 라이브러리 포함하기

먼저 우리는 필요한 C 라이브러리들을 포함시켜야 해. 이 라이브러리들은 우리가 네트워크 프로그래밍을 할 때 필요한 도구들을 제공해줘.


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

이 라이브러리들은 마치 요리사의 칼과 도마 같은 거야. 우리가 맛있는 DNS 리졸버 요리를 만들기 위해 꼭 필요한 도구들이지!

2. 상수 정의하기


#define DNS_PORT 53
#define MAX_DNS_SIZE 512

이 부분은 우리가 자주 사용할 값들을 미리 정의해두는 거야. DNS_PORT는 DNS 서버가 사용하는 포트 번호고, MAX_DNS_SIZE는 DNS 메시지의 최대 크기야.

🎭 재미있는 비유를 해볼까? DNS_PORT는 마치 DNS 서버의 문 번호 같은 거야. 우리가 DNS 서버에 뭔가를 물어보려면 이 문을 두드려야 해!

3. DNS 헤더와 쿼리 구조체 정의하기


struct DNSHeader {
    unsigned short id;
    unsigned short flags;
    unsigned short qdcount;
    unsigned short ancount;
    unsigned short nscount;
    unsigned short arcount;
};

struct DNSQuery {
    char *name;
    unsigned short qtype;
    unsigned short qclass;
};

이 부분은 좀 어려워 보일 수 있어. 하지만 걱정 마! 이건 그냥 우리가 DNS 서버와 대화할 때 사용할 '양식'이라고 생각하면 돼.

DNSHeader는 우리의 질문지 맨 위에 있는 정보란이고, DNSQuery는 실제로 우리가 물어볼 내용이야.

🎨 상상해보기: DNS 헤더와 쿼리를 학교 시험지라고 생각해봐. 헤더는 시험지 맨 위에 있는 학생 정보란이고, 쿼리는 실제 시험 문제야. 우리는 이 시험지를 DNS 서버 선생님께 제출하는 거지!

4. DNS 리졸버 함수 만들기

이제 진짜 중요한 부분이 왔어! DNS 리졸버 함수를 만들 거야. 이 함수는 우리의 DNS 탐정이 실제로 일하는 곳이야.


int dns_resolver(const char *domain_name) {
    // 여기에 DNS 리졸버 로직을 구현할 거야!
}

이 함수 안에 우리의 DNS 리졸버 로직을 구현할 거야. 어떤 내용이 들어갈지 궁금하지? 차근차근 설명해줄게!

5. 메인 함수


int main() {
    const char *domain = "www.jaenung.net";
    dns_resolver(domain);
    return 0;
}

마지막으로, 메인 함수야. 이 부분은 우리 프로그램의 시작점이야. 여기서 우리는 DNS 리졸버 함수를 호출하고, 찾고 싶은 도메인 이름을 전달해줘.

자, 이제 기본 구조는 다 만들었어! 🎉 이제부터는 실제로 DNS 리졸버 함수 안에 어떤 내용을 넣을지 자세히 알아볼 거야. 준비됐니?

DNS 리졸버의 내부: 인터넷 탐정의 비밀 노트 📓

자, 이제 우리 DNS 리졸버의 심장부라고 할 수 있는 dns_resolver 함수 안을 들여다볼 시간이야. 이 함수는 마치 탐정이 사건을 해결하는 것처럼 도메인 이름을 IP 주소로 바꾸는 작업을 할 거야.

먼저, 함수의 전체적인 구조를 보자:


int dns_resolver(const char *domain_name) {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in dest;
    char dns_query[MAX_DNS_SIZE];
    char dns_response[MAX_DNS_SIZE];
    
    // 1. 소켓 생성
    // 2. DNS 서버 주소 설정
    // 3. DNS 쿼리 만들기
    // 4. DNS 쿼리 보내기
    // 5. DNS 응답 받기
    // 6. DNS 응답 파싱하기
    
    return 0;
}

우와, 뭔가 복잡해 보이지? 걱정 마! 하나씩 차근차근 설명해줄게. 😊

1. 소켓 생성하기

먼저 우리는 DNS 서버와 대화를 나누기 위한 '전화기'를 만들어야 해. 이걸 프로그래밍에서는 '소켓'이라고 불러.


sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sockfd < 0) {
    perror("소켓 생성 실패");
    return -1;
}

이 코드는 마치 우리가 DNS 서버에게 전화를 걸 수 있는 전화기를 만드는 거야. 만약 전화기를 만드는 데 실패하면 (sockfd < 0), 우리는 에러 메시지를 출력하고 함수를 종료할 거야.

🎭 재미있는 비유: 소켓 생성은 마치 재능넷에서 새로운 계정을 만드는 것과 비슷해. 계정이 있어야 다른 사람들과 소통할 수 있듯이, 소켓이 있어야 DNS 서버와 대화할 수 있어!

2. DNS 서버 주소 설정하기

이제 우리의 '전화기'로 어디에 전화를 걸지 정해야 해. 여기서는 Google의 공개 DNS 서버를 사용할 거야.


memset(&dest, 0, sizeof(dest));
dest.sin_family = AF_INET;
dest.sin_port = htons(DNS_PORT);
inet_aton("8.8.8.8", &dest.sin_addr);

이 코드는 DNS 서버의 주소를 설정하는 거야. "8.8.8.8"은 Google의 공개 DNS 서버 주소야. 이건 마치 전화번호부에서 DNS 서버의 번호를 찾아 저장하는 것과 같아!

3. DNS 쿼리 만들기

이제 우리가 DNS 서버에게 물어볼 질문을 만들 차례야. 이걸 DNS 쿼리라고 해.


struct DNSHeader *header = (struct DNSHeader *)dns_query;
header->id = htons(1234);  // 임의의 ID
header->flags = htons(0x0100);  // 표준 쿼리
header->qdcount = htons(1);  // 질문 1개
header->ancount = 0;
header->nscount = 0;
header->arcount = 0;

char *qname = dns_query + sizeof(struct DNSHeader);
const char *domain_parts = domain_name;
while (*domain_parts) {
    if (*domain_parts == '.') {
        domain_parts++;
        continue;
    }
    char *len = qname++;
    *len = 0;
    while (*domain_parts && *domain_parts != '.') {
        *qname++ = *domain_parts++;
        (*len)++;
    }
}
*qname++ = 0;

struct DNSQuery *query = (struct DNSQuery *)qname;
query->qtype = htons(1);  // A 레코드 요청
query->qclass = htons(1);  // 인터넷 클래스

int query_len = qname - dns_query + sizeof(struct DNSQuery);

우와, 이 부분이 좀 복잡해 보이지? 걱정 마! 이건 그냥 우리가 DNS 서버에게 물어볼 질문을 만드는 과정이야.

이 과정은 마치 편지를 쓰는 것과 비슷해. 먼저 편지지(DNSHeader)를 준비하고, 그 다음에 실제 내용(도메인 이름과 쿼리 정보)을 쓰는 거지.

📝 쉬운 설명: DNS 쿼리 만들기는 마치 재능넷에서 새로운 재능을 찾는 검색어를 입력하는 것과 비슷해. 우리가 찾고 싶은 도메인 이름을 DNS 서버가 이해할 수 있는 형식으로 바꾸는 거야!

4. DNS 쿼리 보내기

자, 이제 우리가 만든 질문을 DNS 서버에게 보낼 차례야!


if (sendto(sockfd, dns_query, query_len, 0, (struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest)) < 0) {
    perror("쿼리 전송 실패");
    return -1;
}

이 코드는 우리가 만든 DNS 쿼리를 DNS 서버로 보내는 거야. 이건 마치 우리가 쓴 편지를 우체통에 넣는 것과 같아!

5. DNS 응답 받기

쿼리를 보냈으니, 이제 DNS 서버의 응답을 기다려야 해.


int dest_len = sizeof(dest);
int response_len = recvfrom(sockfd, dns_response, MAX_DNS_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&dest, &dest_len);
if (response_len < 0) {
    perror("응답 수신 실패");
    return -1;
}

이 코드는 DNS 서버로부터 오는 응답을 기다리고 받는 거야. 이건 마치 우리가 보낸 편지의 답장을 기다리는 것과 같아!

6. DNS 응답 파싱하기

마지막으로, 우리가 받은 DNS 서버의 응답을 해석해야 해.


struct DNSHeader *response_header = (struct DNSHeader *)dns_response;
char *reader = dns_response + sizeof(struct DNSHeader);

// 질문 섹션 건너뛰기
int i;
for (i = 0; i < ntohs(response_header->qdcount); i++) {
    while (*reader) reader += *reader + 1;
    reader += 5;  // qtype과 qclass 건너뛰기
}

// 응답 섹션 파싱
for (i = 0; i < ntohs(response_header->ancount); i++) {
    while (*reader) reader += *reader + 1;
    reader += 10;  // type, class, ttl, data length 건너뛰기

    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = *(unsigned int *)reader;
    printf("%s의 IP 주소: %s\n", domain_name, inet_ntoa(addr));
    reader += 4;  // IP 주소 건너뛰기
}

이 부분은 DNS 서버가 보내준 응답을 해석하는 거야. 응답에는 우리가 물어본 도메인 이름의 IP 주소가 들어있어.

이 과정은 마치 받은 편지를 읽고 이해하는 것과 같아. 우리는 이 정보를 이용해서 최종적으로 도메인 이름에 해당하는 IP 주소를 알아낼 수 있어!

🎉 축하해! 이제 너는 DNS 리졸버의 기본적인 작동 원리를 이해했어. 이 과정을 통해 www.jaenung.net 같은 도메인 이름을 실제 IP 주소로 변환할 수 있게 된 거야!

DNS 리졸버의 심화 기능: 우리의 인터넷 탐정 업그레이드하기 🚀

자, 이제 우리의 DNS 리졸버가 기본적인 기능을 갖추게 됐어. 하지만 실제 DNS 리졸버는 이것보다 훨씬 더 많은 기능을 가지고 있어. 우리의 DNS 리졸버를 좀 더 똑똑하게 만들어볼까?

1. 캐싱 기능 추가하기

실제 DNS 리졸버는 한 번 찾은 도메인 이름과 IP 주소의 관계를 기억해두는 기능이 있어. 이걸 '캐싱'이라고 해. 캐싱을 사용하면 같은 도메인을 다시 찾을 때 더 빠르게 응답할 수 있어.


#define MAX_CACHE_SIZE 100

struct DNSCache {
    char domain[256];
    char ip[16];
    time_t expire_time;
};

struct DNSCache cache[MAX_CACHE_SIZE];
int cache_size = 0;

void add_to_cache(const char *domain, const char *ip, int ttl) {
    if (cache_size < MAX_CACHE_SIZE) {
        strncpy(cache[cache_size].domain, domain, 255);
        strncpy(cache[cache_size].ip, ip, 15);
        cache[cache_size].expire_time = time(NULL) + ttl;
        cache_size++;
    }
}

const char *find_in_cache(const char *domain) {
    for (int i = 0; i < cache_size; i++) {
        if (strcmp(cache[i].domain, domain) == 0) {
            if (time(NULL) < cache[i].expire_time) {
                return cache[i].ip;
            }
        }
    }
    return NULL;
}

이 캐싱 기능은 마치 우리가 자주 가는 친구 집 주소를 외우는 것과 비슷해. 한 번 갔던 곳은 다음에 갈 때 더 쉽게 찾을 수 있지!

💡 재미있는 사실: 재능넷(www.jaenung.net)같은 사이트도 DNS 캐싱 덕분에 더 빠르게 접속할 수 있어. 처음 방문할 때는 DNS 리졸버가 IP 주소를 찾아야 하지만, 그 다음부터는 캐시에 저장된 정보를 사용하니까 훨씬 빠르지!

2. 재귀적 질의 구현하기

지금까지 우리가 만든 DNS 리졸버는 단순히 하나의 DNS 서버에만 질문을 했어. 하지만 실제 DNS 리졸버는 여러 DNS 서버에 차례대로 물어보는 '재귀적 질의'라는 방식을 사용해.


int recursive_query(const char *domain_name, char *ip_result) {
    char *root_servers[] = {"198.41.0.4", "199.9.14.201", "192.33.4.12", "199.7.91.13"};
    int num_root_servers = sizeof(root_servers) / sizeof(  char*);

    for (int i = 0; i < num_root_servers; i++) {
        char next_server[16];
        if (query_dns_server(domain_name, root_servers[i], next_server) == 0) {
            if (is_ip_address(next_server)) {
                strcpy(ip_result, next_server);
                return 0;
            } else {
                return recursive_query(domain_name, next_server);
            }
        }
    }
    return -1;
}

이 코드는 루트 DNS 서버부터 시작해서 점점 더 구체적인 DNS 서버로 질의를 보내는 과정을 구현한 거야. 이건 마치 큰 도서관에서 책을 찾는 것과 비슷해. 먼저 큰 분류에서 시작해서 점점 더 세부적인 분류로 들어가는 거지!

3. 다양한 DNS 레코드 타입 지원하기

지금까지 우리는 IP 주소를 찾는 A 레코드만 다뤘어. 하지만 실제 DNS는 다양한 종류의 레코드를 지원해. 예를 들어, MX 레코드는 메일 서버 정보를, CNAME 레코드는 별칭 정보를 제공해.


enum DNSRecordType {
    A = 1,
    NS = 2,
    CNAME = 5,
    MX = 15
};

int query_dns(const char *domain_name, enum DNSRecordType type) {
    // DNS 쿼리 생성 시 타입 지정
    query->qtype = htons(type);

    // 응답 파싱 시 타입에 따라 다르게 처리
    switch(ntohs(query->qtype)) {
        case A:
            printf("%s의 IP 주소: %s\n", domain_name, inet_ntoa(addr));
            break;
        case MX:
            printf("%s의 메일 서버: %s\n", domain_name, mx_server);
            break;
        case CNAME:
            printf("%s의 별칭: %s\n", domain_name, cname);
            break;
        // 기타 타입 처리
    }
}

이렇게 다양한 레코드 타입을 지원하면, 우리의 DNS 리졸버는 마치 만능 정보 안내소가 되는 거야!