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Sistema de nombres de dominio (DNS)

Con las direcciones IP las computadoras identifican a otras computadoras en Internet. Sin embargo, las direcciones IP no son particularmente amistosas con los seres humanos. ¿Quién quiere memorizar una dirección como 74.125.20.113? ¿O la dirección IP v6 aún más larga?
El Sistema de nombres de dominio (DNS) nos da a los seres humanos una manera fácil de identificar a dónde queremos ir en Internet.
Simplemente escribimos un nombre de dominio como "www.wikipedia.org", y nuestra computadora nos conecta a las computadoras que manejan a Wikipedia:
Captura de pantalla de navegador con www.wikipedia.org en la barra de URL.
Un nombre de dominio es una dirección amigable para humanos de un sitio web, algo fácil de recordar y teclear.

Anatomía de un nombre de dominio

Cada nombre de dominio se compone de varias partes:
[dominio de tercer nivel].[dominio de segundo nivel].[dominio de nivel superior]
Hay un conjunto limitado de dominios de nivel superior (TLD, "top-level-domain"), y muchos sitios web utilizan los TLDs más comunes, ".com", ".org" y ".edu".
El dominio de segundo nivel es único para la empresa u organización que lo registra, como "wikipedia" o "khanacademy".
El dominio de tercer nivel también se llama subdominio, porque es propiedad del mismo grupo y su URL a menudo te dirige a un subconjunto del sitio web, como "m.wikipedia.org" (Wikipedia optimizada para móviles) o "es.khanacademy.org" (Khan Academy en español).

Dominios ↔ direcciones IP

Detrás de escena, cada nombre de dominio se mapea a una dirección IP. Cuando escribimos un URL en la barra de direcciones de nuestro navegador, la computadora tiene que averiguar su dirección IP.
Diagrama de computadora con navegador abierto. El navegador muestra "www.wikipedia.org" en la barra de URL, y la computadora tiene una burbuja que dice "www.wikipedia.org = ?".
La computadora no puede almacenar localmente una base de datos de más de 300 millones de nombres de dominio, así que usa un proceso de varios pasos para averiguar la dirección IP.

Paso 1: comprueba el "cache" local

Si has visitado un sitio web una vez, es muy probable que lo visites de nuevo. Por eso las computadoras mantienen su propio "cache" local de mapeos de nombre de dominio a IP. El cache se mantiene pequeño, pues elimina dominios que no has visitado en un tiempo o dominios que indican fecha de caducidad.
🔍 En el navegador Chrome, puedes ver la base de datos tú mismo. Simplemente escribe "chrome://net-internals/#dns" en la barra de direcciones.
Aquí hay un fragmento del cache de mi navegador:
Captura de pantalla del cache de DNS de Google Chrome, que muestra 4 URL asignadas a direcciones IP

Paso 2: pregunta al cache del ISP

Cada ISP (proveedor de servicios de Internet) proporciona un servicio de resolución de nombres de dominio y mantiene su propio cache. Tal vez nunca has visitado cierto sitio web, pero tu vecino recién lo hizo, así que el ISP puede buscar el mapeo de nombres de dominio de esa visita.
Si no está en el cache del ISP, entonces continúa al siguiente paso.

Paso 3: pregunta a los servidores de nombres

Hay servidores de nombres de dominio, dispersos por todo el planeta, que son responsables de dar seguimiento a un subconjunto de los millones de nombres de dominio.
Los servidores están ordenados en una jerarquía:
Servidores de nombres raíz → Servidores de nombres TLD → Servidores de nombres de host.
El ISP empieza por preguntar a los servidores de nombres raíz: "¿cuál servidor de nombres conoce dominios .org?" El servidor de nombres raíz responde con la dirección IP de un servidor de nombres TLD que da seguimiento a dominios ".org".
Diagrama con dos servidores, resolución de dominios de ISP a la izquierda y servidores de nombres raíz a la derecha. Una flecha de resolución de dominios de ISP contiene el mensaje "dominios .org?" y una flecha de regreso de los servidores de nombres raíz contiene la dirección IP "199.19.54.1".
Luego el ISP pregunta al servidor de nombres TLD: "¿quién conoce los dominios wikipedia? El servidor de nombres TLD responde con la dirección IP de un servidor de nombres de host que contiene los registros de "wikipedia".
Diagrama con dos servidores, resolución de dominios de ISP a la izquierda y servidores de nombres TLD a la derecha. Una flecha de resolución de dominios de ISP contiene el mensaje "dominios wikipedia?" y una flecha de regreso de los servidores de nombres TLD contiene la dirección IP "208.80.154.238".
Finalmente, el ISP pregunta al servidor de nombres de host: "¿dónde está www.wikipedia.org?" El servidor de nombres de host responde con una dirección IP exacta.
Diagrama con dos servidores, resolución de dominios de ISP a la izquierda y servidores de nombres de host a la derecha. Una flecha de resolución de dominios de ISP contiene el mensaje "www.wikipedia.org?" y una flecha de regreso de los servidores de nombres de host contiene la dirección IP "91.198.174.192".
El ISP envía la dirección IP de vuelta a la computadora solicitante, y ahora nuestra computadora puede conectarse con éxito con la computadora que maneja ese dominio.
Diagrama con un portátil en el lado izquierdo y un servidor ISP en el lado derecho. La flecha del portátil al servidor ISP tiene el mensaje "www.wikipedia.org?" La flecha del servidor ISP al portátil tiene el mensaje "91.198.174.192". La portátil muestra la página de Wikipedia cargada.
Si esto suena como un proceso elaborado: ¡sí, lo es! Pero no te preocupes, no se hace a menudo. Mucha información se almacena en cache a lo largo del camino, así que es raro que una búsqueda de DNS tenga que hacer tantos pasos.
Cuando una búsqueda tiene que pasar por todos los pasos, hay múltiples servidores de nombres que pueden responder cada pregunta, así que una computadora no tiene que esperar mucho para recibir una respuesta o preocuparse si un servidor de nombres esté caído.
Hemos tenido el sistema de nombres de dominio desde 1985, y se ha escalado impresionantemente para ajustarse al crecimiento de Internet, gracias a su jerarquía, redundancia y el cache.

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