DNS 캐시란 무엇인가?

인터넷에서 웹사이트에 접속할 때 우리는 보통 google.com, naver.com처럼 사람이 읽기 쉬운 도메인 이름을 입력합니다.

하지만 컴퓨터가 실제로 네트워크 통신을 하기 위해서는 해당 도메인에 연결된 IP 주소가 필요합니다.

이때 도메인 이름을 IP 주소로 변환해주는 시스템이 DNS(Domain Name System)입니다.

그리고 한 번 확인한 DNS 정보를 일정 시간 동안 저장해두는 것을 DNS 캐시(DNS Cache)라고 합니다.

쉽게 말하면 DNS 캐시는 다음과 같은 정보를 임시로 저장해두는 것입니다.

도메인 이름     ↓IP 주소

예를 들어 사용자가 특정 웹사이트에 처음 접속하면 DNS 조회를 통해 IP 주소를 확인합니다.

이후 같은 웹사이트에 다시 접속할 때는 저장된 DNS 캐시를 활용하여 불필요한 DNS 조회 과정을 줄일 수 있습니다.

DNS는 어떤 역할을 할까?

DNS는 흔히 인터넷의 전화번호부에 비유됩니다.

사람은 웹사이트의 IP 주소보다 도메인 이름을 기억하기 쉽습니다.

사람naver.com    ↓DNS    ↓IP 주소

컴퓨터는 DNS 조회 결과를 이용하여 실제 서버의 IP 주소를 확인하고 해당 서버와 통신합니다.

따라서 DNS는 인터넷에서 도메인 이름과 IP 주소를 연결해주는 중요한 역할을 합니다.

DNS 조회란 무엇인가?

사용자가 브라우저 주소창에 웹사이트 주소를 입력하면 브라우저는 해당 도메인에 연결된 IP 주소를 확인해야 합니다.

이 과정을 DNS 조회(DNS Lookup)라고 합니다.

예를 들어 사용자가 다음과 같이 입력했다고 가정해 보겠습니다.

www.example.com

컴퓨터는 DNS 서버에 해당 도메인의 IP 주소를 요청합니다.

www.example.com       ↓DNS 조회       ↓203.0.113.10

이 IP 주소를 확인한 이후 웹 서버와 통신하게 됩니다.

DNS 캐시는 왜 필요할까?

매번 웹사이트에 접속할 때마다 DNS 서버에 IP 주소를 요청한다면 불필요한 조회가 반복될 수 있습니다.

DNS 캐시는 이러한 반복적인 DNS 조회를 줄이기 위해 사용됩니다.

예를 들어 처음 접속할 때는 다음과 같은 과정이 필요합니다.

웹사이트 입력     ↓DNS 조회     ↓IP 주소 확인     ↓웹 서버 접속

하지만 DNS 정보가 캐시에 저장되어 있다면 다음과 같이 진행될 수 있습니다.

웹사이트 입력     ↓DNS 캐시 확인     ↓저장된 IP 주소 사용     ↓웹 서버 접속

DNS 서버에 다시 정보를 요청하는 과정을 줄일 수 있기 때문에 접속 과정의 효율을 높일 수 있습니다.

DNS 캐시는 어디에 저장될까?

DNS 캐시는 한 곳에만 저장되는 것이 아닙니다.

여러 단계에서 DNS 정보가 캐시될 수 있습니다.

대표적으로 다음과 같은 곳이 있습니다.

• 웹 브라우저
• 운영체제
• 로컬 네트워크 장비
• DNS 리졸버

각 단계에서 DNS 정보를 일정 시간 동안 저장할 수 있습니다.

웹 브라우저     ↓운영체제     ↓공유기 또는 네트워크 장비     ↓DNS 리졸버     ↓DNS 서버

실제로 DNS 조회가 발생하면 항상 가장 먼 DNS 서버까지 요청이 전달되는 것은 아닙니다.

중간 단계에 필요한 정보가 캐시되어 있다면 해당 정보를 활용할 수 있습니다.

브라우저 DNS 캐시

웹 브라우저에서도 DNS 정보를 일정 시간 동안 저장할 수 있습니다.

예를 들어 특정 웹사이트에 접속한 뒤 다시 같은 웹사이트에 접속하면 브라우저가 기존에 확인한 DNS 정보를 활용할 수 있습니다.

첫 번째 접속도메인 ↓DNS 조회 ↓IP 주소 ↓캐시 저장다시 접속도메인 ↓DNS 캐시 확인 ↓IP 주소 사용

이렇게 하면 반복적인 DNS 조회를 줄일 수 있습니다.

운영체제 DNS 캐시

웹 브라우저뿐만 아니라 운영체제에서도 DNS 정보를 캐시할 수 있습니다.

컴퓨터가 DNS 조회를 수행하면 운영체제가 결과를 일정 시간 동안 보관할 수 있습니다.

따라서 브라우저뿐만 아니라 다른 프로그램에서도 동일한 도메인에 대한 DNS 정보를 효율적으로 사용할 수 있습니다.

프로그램   ↓운영체제 DNS 캐시   ↓저장된 IP 확인

운영체제의 DNS 캐시가 존재하면 애플리케이션이 매번 외부 DNS 서버에 직접 조회할 필요가 줄어듭니다.

DNS 리졸버의 캐시

DNS 정보를 캐싱하는 중요한 곳 중 하나가 DNS 리졸버(Resolver)입니다.

사용자의 DNS 요청을 받아 필요한 정보를 찾아주는 역할을 하는 서버이며, 이전에 조회한 DNS 정보를 캐시해둘 수 있습니다.

예를 들어 많은 사용자가 같은 웹사이트에 접속한다고 가정해 보겠습니다.

사용자 A ─┐사용자 B ─┤사용자 C ─┤→ DNS 리졸버 → 웹사이트 IP사용자 D ─┘

DNS 리졸버에 해당 도메인의 IP 정보가 이미 저장되어 있다면 매번 외부 DNS 서버에 새롭게 조회할 필요가 없습니다.

이 때문에 DNS 캐시는 전체 DNS 시스템의 효율을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

TTL이란 무엇인가?

DNS 캐시를 이해할 때 중요한 개념이 TTL(Time To Live)입니다.

TTL은 DNS 정보가 캐시에 얼마나 오래 저장될 수 있는지를 나타내는 시간입니다.

예를 들어 어떤 DNS 레코드의 TTL이 3600초로 설정되어 있다면 해당 정보를 일반적으로 3600초 동안 캐시할 수 있습니다.

TTL = 3600초DNS 정보 저장     ↓1시간 동안 캐시     ↓TTL 만료     ↓다시 DNS 조회

TTL이 만료되면 기존 캐시 정보를 계속 사용하는 대신 새로운 DNS 정보를 확인해야 합니다.

DNS 캐시가 항상 최신 정보를 가지고 있을까?

DNS 캐시는 일정 시간 동안 기존 정보를 저장하기 때문에 항상 최신 정보라고 할 수는 없습니다.

예를 들어 웹사이트 운영자가 서버의 IP 주소를 변경했다고 가정해 보겠습니다.

기존 IP203.0.113.10새로운 IP203.0.113.20

하지만 일부 DNS 리졸버나 컴퓨터에 기존 IP 주소가 캐시되어 있다면 TTL이 만료되기 전까지 기존 정보를 사용할 수 있습니다.

따라서 DNS 변경 사항이 인터넷 전체에 즉시 반영되지 않는 것처럼 보일 수 있습니다.

DNS 캐시와 TTL의 관계

DNS 캐시와 TTL은 서로 밀접하게 연결되어 있습니다.

DNS 레코드   ↓TTL 설정   ↓DNS 캐시에 저장   ↓TTL 동안 사용   ↓TTL 만료   ↓새로운 DNS 정보 조회

TTL이 길면 DNS 조회 횟수를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

반대로 TTL이 짧으면 DNS 정보 변경 사항을 비교적 빠르게 반영할 수 있습니다.

따라서 DNS를 운영할 때 TTL 설정은 중요한 요소입니다.

DNS 캐시가 웹사이트 접속을 빠르게 만드는 원리

DNS 캐시는 웹사이트 접속 과정에서 DNS 조회에 필요한 시간을 줄이는 데 도움을 줍니다.

예를 들어 캐시가 없는 경우에는 다음과 같은 과정이 필요할 수 있습니다.

웹사이트 주소 입력      ↓DNS 조회      ↓IP 주소 확인      ↓서버 연결      ↓웹사이트 표시

DNS 캐시가 있다면 다음과 같이 진행될 수 있습니다.

웹사이트 주소 입력      ↓DNS 캐시 확인      ↓IP 주소 사용      ↓서버 연결      ↓웹사이트 표시

DNS 조회 과정을 줄일 수 있기 때문에 전체 접속 과정의 효율을 높일 수 있습니다.

다만 실제 웹사이트 접속 속도는 DNS 조회뿐만 아니라 서버 응답 속도, 네트워크 상태, 콘텐츠 크기 등 다양한 요소의 영향을 받습니다.

따라서 DNS 캐시가 있다고 해서 모든 웹사이트가 눈에 띄게 빨라지는 것은 아닙니다.

DNS 캐시와 DNS 서버의 차이

DNS 캐시와 DNS 서버는 같은 개념이 아닙니다.

DNS 서버는 도메인 이름과 IP 주소 등의 DNS 정보를 제공하는 역할을 합니다.

반면 DNS 캐시는 이전에 조회한 DNS 정보를 임시로 저장해두는 기능입니다.

DNS 서버→ DNS 정보를 제공DNS 캐시→ 이전에 조회한 DNS 정보를 임시 저장

DNS 서버에서도 캐싱 기능을 사용할 수 있지만, 브라우저나 운영체제 등에서도 DNS 캐시가 존재할 수 있습니다.

DNS 캐시가 잘못된 정보를 가지고 있다면?

DNS 캐시에 오래된 정보가 남아 있으면 사용자가 변경된 서버가 아닌 기존 서버로 연결될 수 있습니다.

예를 들어 웹사이트의 IP 주소가 변경되었는데 컴퓨터에 기존 IP가 캐시되어 있다고 가정하겠습니다.

새로운 DNS 정보example.com     ↓203.0.113.20

하지만 컴퓨터에 기존 정보가 남아 있다면:

DNS 캐시example.com     ↓203.0.113.10

기존 IP 주소로 접속을 시도할 수 있습니다.

이런 경우 DNS 캐시를 삭제하고 다시 DNS 조회를 수행하면 문제가 해결되는 경우가 있습니다.

DNS 캐시 삭제란 무엇인가?

DNS 캐시 삭제는 컴퓨터나 브라우저 등에 저장된 DNS 정보를 제거하는 작업입니다.

영어로는 DNS Flush 또는 DNS 캐시 플러시라고 표현합니다.

캐시를 삭제하면 기존에 저장되어 있던 DNS 정보를 제거하고 새로운 DNS 조회를 수행하도록 할 수 있습니다.

기존 DNS 캐시      ↓캐시 삭제      ↓새로운 DNS 조회      ↓최신 DNS 정보 확인

네트워크 설정을 변경했거나 특정 웹사이트에 접속할 때 DNS 관련 문제가 의심되는 경우 활용할 수 있습니다.

DNS 캐시의 장점

DNS 캐시는 여러 가지 장점을 가지고 있습니다.

첫째, 반복적인 DNS 조회를 줄일 수 있습니다.

둘째, DNS 서버에 발생하는 요청을 줄이는 데 도움이 됩니다.

셋째, DNS 조회 과정에서 발생하는 네트워크 지연을 줄이는 데 도움이 됩니다.

넷째, 전체적인 DNS 시스템의 효율성을 높일 수 있습니다.

특히 많은 사용자가 동일한 웹사이트에 접속하는 환경에서는 DNS 캐시의 효과가 더욱 중요할 수 있습니다.

DNS 캐시의 단점

DNS 캐시에는 단점도 있습니다.

가장 대표적인 문제는 오래된 DNS 정보가 남아 있을 수 있다는 것입니다.

웹사이트의 서버 IP가 변경되었더라도 캐시의 TTL이 남아 있다면 이전 정보가 사용될 수 있습니다.

또한 잘못된 DNS 정보가 캐시에 저장되는 경우 접속 문제가 발생할 가능성도 있습니다.

따라서 DNS 캐시는 속도와 효율성을 높이는 데 도움이 되지만, TTL과 캐시 갱신 과정도 중요합니다.

DNS 캐시를 쉽게 이해하는 방법

DNS 캐시는 전화번호를 휴대폰에 저장해두는 것과 비슷하게 생각하면 이해하기 쉽습니다.

처음에는 사람의 이름만 알고 전화번호를 모를 수 있습니다.

홍길동   ↓전화번호 확인   ↓010-1234-5678

한 번 확인한 전화번호를 연락처에 저장해두면 다음에는 다시 전화번호를 찾아볼 필요가 없습니다.

DNS 캐시도 비슷합니다.

도메인   ↓IP 주소 확인   ↓DNS 캐시에 저장

다음에 같은 도메인을 요청하면 저장된 IP 주소를 활용할 수 있습니다.

결론

DNS 캐시는 DNS 조회를 통해 확인한 도메인과 IP 주소의 정보를 일정 시간 동안 저장해두는 기능입니다.

사용자가 웹사이트에 접속할 때마다 DNS 서버에 반복적으로 IP 주소를 요청하는 대신 기존에 저장된 정보를 활용할 수 있기 때문에 DNS 조회 과정을 줄이고 네트워크 효율을 높일 수 있습니다.

DNS 캐시에는 브라우저, 운영체제, 네트워크 장비, DNS 리졸버 등 여러 단계에서 존재할 수 있으며, 각각의 캐시 정보는 TTL에 따라 일정 시간이 지나면 만료됩니다.

다만 DNS 정보가 변경된 경우 기존 캐시가 남아 있어 최신 정보가 바로 반영되지 않을 수 있습니다.

따라서 DNS 캐시는 웹사이트 접속 과정에서 반복적인 DNS 조회를 줄이고 효율적인 인터넷 통신을 가능하게 하는 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.