Bloog.sk

Výrobcovia i predajcovia procesorov alebo počítačov nás zaplavujú mnohými pojmami, ktorých navyše pribúda. Je to dnes samé jadro, vlákno, cache, SSE a ďalšie termíny a skratky. Čo to vlastne znamená a do akej miery je potrebné tomu venovať pozornosť?

Začneme s pojmom procesor. Ten je niekedy nazývaný srdcom počítača, pretože “myslí”. Je to ale otrok programátora, ktorý len slepo vykonáva jeho príkazy. Keď sa celý procesor vošiel na jediný čip, vznikol mikroprocesor; to sú všetky súčasné procesory, a preto sa predpona mikro-prestala používať. Tradičný mikroprocesor mával príkazy “zadrátované”, čiže mal pevné zapojenie (pozri Intel 486). To bolo náročné pri navrhovaní procesora; jeho oprava pre výrobu ďalších procesorov bola zložitá. Navyše už
vytvorený procesor sa nemohol dodatočne opraviť.

Výrobcovia sa preto rozhodli pod príkazy vložiť ešte jednu vrstvu – každý príkaz sa bude skladať z niekoľkých menších príkazov zvaných mikroinstrukce. Priamo v procesore je prekladová tabuľka medzi inštrukciami a mikroinstrukcemi. To malo napríklad Intel Pentium Pro (a od tej doby snáď všetky mikroprocesory). Verejnosť
sa o nich prvýkrát dozvedela trochu viac v spojitosti s procesormi Intel Pentium 4, ktorých inštrukčná cache L1 si pamätala práve mikroinstrukce.

Výrobca procesora môže dokonca opravovať procesory priamo u zákazníka, ak ide o drobnejšie chybu. Prekladová tabuľka mikroinstrukcí je totiž súčasťou BIOSu, z ktorého sa posiela do procesora. Novšie BIOS tak znamená možnosť drobných opráv procesora, prípadne zvýšenie efektivity jeho práce.

Samotný procesor dokáže všeličo, ale na zložité matematické operácie zrovna vhodný nie je. Začali tak vznikať pomocné špecializované procesory, ktorým sa začalo hovoriť koprocesor. Pre výpočty s plávajúcou desatinnou čiarkou sa vytvorila pomocná súčiastka nazývaná matematický koprocesor. Síce nie prvý, ale rozhodne najznámejší bol Intel 8087, predobraz normy IEEE 754 (okrem iného zapríčinil, že si IBM vybrala pre PC práve procesor Intel 8088). Koprocesor bol vtedy voliteľnou
súčasťou počítača.

Rozšírené inštrukcie

SIMD je akademický názov pre postup, keď sa dokáže jediným príkazom manipulovať s väčším množstvom dát (Single Instruction Multiple Data). Jednotky SIMD nenahrádzajú procesor úplne, ale preberajú náročnú opakujúcu sa prácu. Samotné jadro procesora je využívané hlavne pre chod programu. Je to svojím spôsobom prvý pokus mať viac jadier.

Výrobcovia procesorov začali procesory dopĺňať SIMD jednotkou v polovici 90. rokov. Prvá SIMD sadou síce bol MAX-1 od HP, ale známou sa stala až súprava MMX od Intelu. Ta je 64 bitová a dokáže sa tváriť ako jeden zjednodušený 64-bitový procesor, dva 32-bitové, štyri 16-bitové, alebo osem 8-bitových. Práve MMX výrazne zrýchľuje napríklad prácu s bitmapou (pozri Adobe Photoshop a ďalšie).

Rovnako ako celočíselné SIMD sady typu MMX začali svojim spôsobom nahrádzať procesor, iné, zamerané na desatinné čísla začali nahrádzať matematický koprocesor.
Sem patrí 3DNow!, Celá rodina SSE (od SSE po SSE4 alebo SSE4.2) / Altivec / VMX a veľa ďalších. Zmienka o 3D je úplne na mieste – jedným z prvých využití bolo práve vo vektorovej 3D grafike. Preto sú zvyčajne 128-bitové. Po zrýchlení grafiky prišlo na rad mnoho ďalších veľmi náročných úloh, ako je vyhľadávanie, šifrovanie, kompresia dát typu MPEG-4 a ďalšie. Práve šifrovanie sa bude používať pri novej 256-bitové sady AVX v procesoroch Intel od roku 2010.

Rozdielne kešovanie

Pôvodne sa vyrovnávacia pamäť umiestňovala vedľa procesora, neskôr sa s ním zlúčila. Po tejto zmene zostala v jeho okolí externá cache aj naďalej. Tej integrovanej sa začalo hovoriť cache prvej úrovne alebo tiež primárna cache (cache L1), ta v okolí procesora dostala označenie sekundárna cache, cache L2 alebo cache druhej úrovne. Tá sa ale priamo na čip procesora dostala postupne tiež (AMD K6-III alebo Intel Pentium III pre Socket 370). Všeobecne platí, že cache L1 slúži na zrýchlenie na najnižšej úrovni, musí byť najrýchlejšia, čo znamená aj čo najmenšia. Zvyčajná veľkosť je rádovo v desiatkach kB. Cache L2 nie je tak rýchla, zato musí mať čo najväčšiu veľkosť. Tá sa dnes pohybuje v stovkách kB (ak existuje L3 cache), prípadne v jednotkách MB (ak L3 cache nie je).

Cache tretej úrovne nemá na prvý pohľad zmysel. Ak je na čipe miesto pre ďalšie cache, môže sa L2 cache jednoducho zväčšiť. Prvýkrát sa terciárna cache objavila priamo na čipe u štvor-socketových serverov (Intel Xeon MP). Kým L1 a L2 slúži len jednému procesoru, cache L3 je najväčší.
Zapisovať do nej môže len jeden procesor, ale čítať môžu všetky ostatné. Začína sa využívať od dvoch procesorov, veľký zmysel má od štyroch procesorov vyššie. L3 cache našla využitie u procesorov Intel Itanium 2, IBM POWER4 a ďalších.
Samozrejme platilo a platí, že čím je väčšia cache, tým je vyšší výkon procesora. Preto majú lacné modely malou cache (za málo peňazí málo muziky), čo možno vidieť
u modelov AMD Duron / Sempron, Intel Celeron a podobne. Drahšie a najdrahšie procesory s najvyššími výkonmi majú cache čo najväčšiu.

Vlákna

Jednoliaty tok príkazov sa nazýva vláknom. Pôvodne vedeli procesory spracovávať jediné vlákno. Potom sa objavil termín multithreading, čo je skupina technológií umožňujúcich zvýšiť počet vlákien v jednom procesore. Procesor je stále jeden, ale predstiera, že ich je viac.
VMT alebo vertikálny multithreading je postup, keď sa zaťaženie procesora zvyšuje zmenšením čakacích časov. Procesor síce spracováva v jednom okamihu jediné vlákno, avšak ďalšie čaká na príležitosť. Ak aktuálne vlákno na niečo čaká, procesor prepína na ďalšie, doteraz čakajúce vlákno.

Frekvencia procesora

Okolo roku 2000 sa architektúra mikroprocesorov dostala do slepej uličky. Vyššie uvedené technológie sa už rozšírili, nové ale neprišli tak rýchlo, aby to udržalo doterajšie veľké zrýchľovanie procesorov len úpravou architektúry. Mnohí výrobcovia sa začali viac a viac sústrediť na dve stratégie – vyššia frekvencia a novšie výrobné technológie. Najznámejšia sa stala mikroarchitektúra NetBurst (Intel Pentium 4, Pentium D), ktorá bola navrhnutá pre takt až 10 GHz. Všeobecne platí, že čím vyššia frekvencia procesora, tým rýchlejšie pracuje. Procesory ale nie sú rovnaké, a tak vyššia frekvencia jedného ešte neznamená, že je automaticky výkonnejší ako iný. To bol aj dôvod niekdajšieho označenia PR, porovnávajícího procesoru s produktami Intelu. Napríklad Cyrix 6x86MX PR200 mal mať výkon zodpovedajúci Pentiu s MMX na 200 MHz, aj keď pracoval len na 188 MHz. Naposledy túto techniku používala firma AMD v procesoroch Athlon XP (napr. Athlon XP 3200 + porovnávaný s procesorom Intel Pentium 4 na 3,2 GHz pracoval len na 2,2 GHz). Rozdielny vplyv frekvencie je spôsobený inou architektúrou procesora.

Rastúca frekvencia však nemala len kladné stránky. Začali sa tým nepríjemne zväčšovať problémy (vyššia produkcia tepla, čoraz väčšie zdržanie RAM pamäťou). Produkcia tepla totiž stúpa s plochou frekvencie, inými slovami, keď sa 2 × zvýši frekvencia, procesor bude kúriť 4 × toľko; výpočtový výkon sa však zvýši maximálne dvakrát. Nastala tak kríza jednojadrových procesorov. Intel ju čiastočne vyriešil vytvorením staronovej mikroarchitektúry (P6M + NetBurst), ktorá nebola postavená na vysokej frekvencii. Tak vznikla mikroarchitektúra Core, ktorú poznáme z dnešných procesorov (predbežné kroky boli procesory Pentium M). Nové procesory tak majú vyšší výpočtový výkon, aj keď pracujú na nižšom takte ako mnohé staršie modely.

Viete, čo sa stane pred tým, ako sa vôbec začne štartovať systém? S touto vedomosťou štart počítača príliš neurychlíte, budete ale vedieť oveľa lepšie riešiť prípadné problémy.

Doby, kedy bol BIOS jediným štandardom pre základný beh počítača, už sú chvíľu preč. Stále častejšie sa hlási o slovo jeho modernejší nástupca v podobe EFI; používajú ho treba počítača Apple a podporu pre EFI priniesol vo svojich 64-bitových systémoch aj Microsoft. Napriek tomu je stále prastarý BIOS v drvivej prevahe a stará sa o štart väčšiny počítačov.

Skoky po adresách

Vo fáze nazvanej POST sa procesor pokúsi vykonať inštrukcie na štandardnej adrese (0xFFFF0). Tam je uložená práve BIOSová procedura pre štart počítača, ktorá sa okrem iného postará o zavedenie systému z disku. BIOS sa pozrie na posledné bajty prvého sektora na dostupnom médiu (podľa zadaného poradia), a ak tu nájde magické slovko 0xAA55, oznamujúce, že zariadenie je schopné bootovanie, pokračuje zavádzanie. BIOS načíta z disku prvý sektor (zvyčajne MBR, prípadne VBR) do pamäte
a odošle príslušnú časť procesoru na spustenie. Kedysi tu mohol byť uložený priamo hlavný zavádzač systému, dnes má ale zvyčajne kód boot sektora za úlohu len zavedenie a spustenie sekundárneho bootovacieho nástroja. Tým je napríklad NTLDR z Windows (áno, to je to, čo súvisí so známym problémom), alebo linuxové LILO či moderný GRUB. Tieto nástroje umožnia voľbu operačného systému, dokážu štartovať aj z iného ako primárneho média a podobne.
Moderné počítače dokážu štartovať systém aj priamo zo siete, presnejšie povedané zo servera, k čomu dnes slúži napríklad univerzálny štandard PXE (Preboot execution Environment). Pomocou základnej sady protokolov dokáže načítať bootstrap a odovzdať mu riadenie – pre načítanie sieťového bootovacieho kódu sa používa protokol TFTP (Trivial FTP), ďalšie kroky už záležia práve na bootstrape.

Kroky a krôčiky k systému

V ďalšej fáze sa už pozrieme len na štart Windows. U klasickej série NT (končí Windows XP) sa o všetko stará spomínaný NTLDR, ktorý v sebe skrýva dva programy. Prvý prepne procesor z reálneho módu (to je ten, ktorý sme zdedili po prvých ATéčkách a ktorý využíva BIOS) do 32bitového chráneného módu a spustí druhú časť. Tá sa postará o sprístupnenie disku alebo siete a načíta obsah súboru boot.ini, ktorý určuje pozíciu a poradie systémov (je-li ich viac). Okrem možnosti tradičného štartu systému sa NTLDR postará tiež o prípadné nájdenie súboru s obsahom uspaného systému (hiberfil.sys).
Po zobrazení ponuky sa už zavádza samotný systém (64bitové systémy sa navyše prepnú do príslušného režimu). Najprv sa zavedie samotné jadro (ntoskrnl.exe), potom vrstva pre ovládanie hardvéru (hal.dll), nástroje pre ladenie (kdcom.dll) a základné ovládače grafiky (bootvid.dll). V tomto čase sa už spustia základné procesy a systém je pripravený pre zavedenie systémových ovládačov a služieb.

U Visty sa mnohé zmenilo. Miesto NTLDR sa teraz zavádza Windows Boot Manager (Bootmgr), ktorý už nenačítá dáta z textového boot.ini, ale z Boot
Configuration Data, čo je malý súbor registrov uložený buď tradične na disku (v c:\boot\bcd), alebo u moderných strojov priamo v EFI (pozri rámček). Následne sa spustí buď prebúdzanie z režimu hibernácie (procesom winresume.exe), alebo zavedenie samotného systému (winload.exe), ktoré sa opäť postará o prepnutie do správneho režimu procesora, zavedenie jadra systému (ntoskrnl.exe), HALu a systémových ovládačov. Dôvodom k tejto zmene bola práve príprava na prechod od BIOSu k EFI, ktorá je teraz z pohľadu operačného systéme úplne bezproblémová.

Systém doménových mien, skrátene DNS (Domain Name System), pozná skutočne každý používateľ internetu, i keď si to často ani neuvedomuje. Jeho prioritná a pôvodne aj jediná úloha je prevod IP adries do podoby známych slov či označení, ktoré umožňujú v prípade človeka omnoho jednoduchšie zapamätanie a používanie. V rámci počítačovej siete sa jednotlivé zariadenia identifikujú pomocou IP adries, ktoré sú zložené zo sústavy čísel. V dnes používanej podobe (IPv4) sú IP adresy v tvare XYZ.XYZ.XYZ.XYZ, kde písmeno X pozostáva z číselnej hodnoty 0 až 9. Keďže internetová stránka nie je nič iné ako dáta, ktoré sú uložené na niektorom zo serverov pripojených k internetu tak, aby sa počítač používateľa dokázal na tento server pripojiť (teda zobraziť danú stránku), musí poznať jeho IP adresu. Zatiaľ čo pre počítače je takáto číselná podoba veľmi vhodné riešenie, v prípade človeka naráža na celkom očividné problémy. V našom magazíne by sa napríklad mohol objaviť takýto text: V prípade záujmu navštívte našu internetovú stránku na serveri 62.169.116.79. Väčšina ľudí by v tom momente musela siahnuť po papieri a pere a adresu si zaznamenať, pričom napohľad by im nič konkrétne nehovorila. V prípade použitia systému doménových mien je však situácia razom jednoduchšia. K číselnej adrese je totiž priradený jej menný ekvivalent, ktorý do prehliadača môžete zadať namiesto nej. Miesto čísla teda zadáme adresu v podobe www.bloog.sk, ktorá už je nielen veľmi ľahko zapamätateľná, ale okrem iného vypovedá aj o obsahu.

Doménové mená a ich hierarchia

DNS je mechanizmus prioritne určený na prevod medzi číselnou a symbolickou podobou adries. Aby jeho fungovanie bolo možné, treba eliminovať prípadné kolízie, ktoré by v rámci prideľovania symbolických mien mohli nastať. Pokiaľ by meno tvorilo jediné slovo, situácia by bola v prípade obrovského množstva adries v rámci internetu neudržateľná. Riešením je používanie viaczložkových mien, ktoré sú tvorené niekoľkými oddelenými úrovňami, tzv. rádmi. Symbolická adresa je rozdelená do niekoľkých samostatných častí, respektíve domén, ktoré vyjadrujú jej príslušnosť a zaradenie. Takáto podoba má niekoľko výhod. Jednak sa adresný priestor zväčší, teda vytvorí viac možností prideľovania mien, jednak sa v prípade vhodne zvoleného systému rozdelenia uľahčí vzájomná kontrola kolízií a nevyhnutná koordinácia. Výsledná podoba symbolickej adresy je podobná princípu reálnej adresy. Napríklad na pohľadnici uvádzame meno adresáta, názov ulice, mesta, prípadne aj štátu. Údaje sa udávajú od najpodrobnejších až po geograficky najrozľahlejšie. Podobné je to aj s internetovou adresou. Najvyššie postavená je doména prvého rádu, v angličtine označovaná ako Top Level Domain. Ide napríklad o známe štátne domény, ako SK v prípade Slovenska, CZ v prípade Českej republiky a podobne. Nasleduje doména druhého rádu, ktorá určuje najčastejšie meno stránky, či už je to bloog, google alebo youtube. Tento názov je v rámci adresy vždy naľavo od domény najvyššieho rádu, pričom ako oddeľovač slúži vždy iba bodka. Každá top level doména (ako je napríklad COM) môže obsahovať neobmedzené množstvo domén druhého rádu (yahoo, atlas, facebook).

Zároveň každá doména druhého rádu môže obsahovať ľubovoľný počet domén tretieho rádu, ktoré určujú jej jednotlivé sekcie. Napríklad známy slovenský portál Zoznam. sk obsahuje niekoľko domén tretieho rádu, pričom po ich zadaní do internetového prehliadača sa na ne priamo napojíte. Napríklad adresa http://autobazar.zoznam.sk/ ukazuje, že stránka patrí pod štátnu doménu slovenskej republiky, ide o portál Zoznam a o jeho sekciu Autobazár. Doména tretieho rádu sa môže meniť (napríklad mapy, financie, môj dom), ale podľa domény druhého rádu bude jasné, že sa nachádzame stále na rovnakom portáli. Keďže počet doménových rádov je prakticky neobmedzený, výsledkom je nekonečný počet týchto menných aliasov. Je to z dôvodu, že doména druhého rádu môže mať ľubovoľný počet domén tretieho rádu, pričom zároveň každá z domén tretieho rádu môže mať ľubovoľný počet domén štvrtého rádu atď. Vďaka použitému systému je veľmi jednoduché koordinovať mená tak, aby nedošlo ku kolízii. Každá doména prvého rádu si kontroluje iba svoj doménový priestor, teda domény druhého rádu, podobne ako domény druhého rádu zas kontrolujú priestor tretieho rádu. Pomyselného kontrolóra domény SK teda nezaujíma, že existuje adresa www.domacnost. cz. On iba skontroluje, či doména „domacnost“ existuje v rámci top level domény SK, a ak nie, možno ju prideliť. Výsledkom sú dve symbolické adresy www.domacnost.cz a www.domacnost.sk, pričom každá smeruje na inú skutočnú adresu. Rovnaký postup je aj na ďalších úrovniach.
Majiteľ stránky www.mojaskola.sk si môže vytvoriť domény tretieho rádu, ako www.prvatrieda.mojaskola.sk a www.druhatrieda.mojaskola.sk, pričom ho nemusí zaujímať, že niekto iný práve vytvoril na inej adrese rovnaké domény tretieho rádu, napríklad v podobe www.druhatrieda.inaskola.sk. V rámci hierarchie domén totiž už ku kolízii nedôjde. Domén prvého rádu, tzv. top level domén, je obmedzené množstvo. Nejde však o technické obmedzenie, ale skôr o zachovanie dostatočnej prehľadnosti. Dnes sú top level domény hlavne geografické, pričom vlastnú má prakticky každý štát sveta. Začiatkom 80. rokov minulého storočia, keď sa DNS uviedlo do prevádzky, mal však internet ďaleko od svetovej podoby. Existoval prakticky len v USA, a preto boli prvotné top level domény organizačného charakteru, zodpovedajúce vtedajším jeho používateľom. Väčšina z nich však platí dodnes a sú veľmi známe, pričom nie – ktoré, ako napríklad COM, ORG či NET, sa dnes chápu ako domény globálneho, respektíve nadnárodného charakteru. V súčasnosti existuje dovedna sedem základných top level domén, trinásť garantovaných top level domén a jedna top level doména pre potreby infraštruktúry internetu, pričom ich zoznam si môžete pozrieť v tabuľke.

.com 1985 Všeobecná (IDN) Najznámejšia internetová doména, pôvodne určená komerčným stránkam, registrovať ju však môže ktokoľvek.
.info 2001 Všeobecná (IDN) Pôvodne určená pre informačné stránky, v skutočnosti však nie sú prítomné žiadne obmedzenia.
.net 1985 Všeobecná (IDN) Pôvodne určená pre stránky zaoberajúce sa počítačovými sieťami, dnes je bez obmedzenia.
.org 1985 Všeobecná (IDN) Pôvodne určená pre neziskové organizácie, v súčasnosti je na voľné použitie.
.biz 2001 Striktná (IDN), Prioritne pre stránky obchodných spoločností. Registrácia na iný účel môže byť neskôr zrušená.
.int 1988 Striktná Stránky medzinárodných a nadnárodných organizácií. Každá žiadosť o vytvorenie je najprv posudzovaná.
.pro 2004 Striktná Málo používaná doména pre profesijné združenia a profesionálov v rozličných odboroch. Nevyhnutnosť úradného dokladu.
.name 2001 Striktná Doména vyhradená na registráciu domén v tvare mena.
.aero 2002 Striktná Doména určená výhradne pre spoločnosti z odboru letectva. V súčasnosti už na tejto doméne registrácia neprebieha.
.asia 2006 Striktná Doména na akýkoľvek účel obyvateľov a spoločností z Ázie, Austrálie a Pacifiku.
.cat 2005 Striktná Stránky výhradne určené na publikovanie informácií o katalánskom jazyku a kultúre.
.coop 2001 Striktná Doména určená pre družstevné organizácie.
.edu 1985 Striktná Doména pre stránky vzdelávacích organizácií USA.
.gov 1985 Striktná Určená výhradne pre stránky vlády USA.
.jobs 2005 Striktná Stránky zaoberajúce sa ponukou práce alebo súvisiace s hľadaním zamestnania.
.mil 1985 Striktná Doména, ktorá slúži výhradne pre stránky Ministerstva obrany USA a jeho dcérskych organizácií.
.mobi 2005 Striktná Stránky určené pre mobilné zariadenia. Musia dodržiavať stanovené podmienky na zobrazovanie.
.museum 2001 Striktná (IDN) Doména určená pre stránky múzeí.
.tel 2005 Striktná Doména vyhradená na prevod telefónnych čísel na IP adresu.
.travel 2005 Striktná Doména vymedzená iba pre cestovné kancelárie a dopravné spoločnosti.
.arpa 1985 Infraštruktúrna Špeciálna doména, používaná výhradne pre potreby infraštruktúry DNS.
.nato 1989 Zrušená Dnes už neexistujúca doména, určená Severoatlantickej aliancii. Dnes jej potreby pokrýva doména .int.
.post – Zvažovaná Navrhovaná doména na použitie poštovými službami.
.kids – Zvažovaná Navrhovaná doména pre stránky určené deťom.
ccTLD – Všeobecné (IDN) Domény podľa jednotlivej štátnej príslušnosti od Andorry (.ad) až po Zimbabwe (.zw), niektoré s podporou IDN.

K nim sa pridáva ešte takmer tristo najvyšších štátnych domén. Fyzická adresa stránky nemusí smerovať do geografického umiestnenia štátu podľa jej symbolickej adresy. Niektoré krajiny totiž k registrácii pristupujú benevolentnejšie. Zatiaľ čo na založenie stránky na doméne SK musíte byť občanom Slovenskej republiky alebo mať firmu registrovanú na Slovensku, štátny občan Slovenska si pokojne môže zakúpiť adresu pod cudzokrajnou štátnou doménou, napríklad v podobe www.mojafirma.tc (Turecko). Tento fakt sa využíva hlavne v doménových slovných hráčkach. Napríklad hudobný DJ s umeleckým menom Muzikant môže zatraktívniť svoju internetovú stránku adresou www.muzikant.dj, využívajúc pri tom štátnu doménu republiky Džibutsko (Djibouti). Takéto slovné hračky nie sú nič nezvyčajné a k najznámejším patrí napríklad server www.del.icio.us na štátnej doméne USA, ktorého adresa po spojení vytvorí slovo „delicious“ (v preklade lahodný, chutný). Väčšina štátnych domén má však pravidlá prísnejšie a pri ich zriaďovaní musíte preukazovať súvislosť s danou lokalitou. Rovnako aj niektoré neštátne domény majú svoje obmedzenia. Z historických dôvodov sú napríklad domény MIL a GOV určené výhradne pre vojenské a vládne počítačové siete USA.

Princíp fungovania DNS

Úloha systému DNS je v základe jednoduchá. Na začiatku procesu stojí používateľ, ktorý zadá do svojho prehliadača symbolickú mennú adresu servera, napríklad www.bloog.sk. Táto symbolická adresa je v podobe základnej otázky, aká je skutočná IP adresa servera bloog.sk, odoslaná lokálnemu DNS serveru, ktorý zväčša zastupuje server internetového providera. V ilustračnej podobe je proces nasledujúci. Ak lokálny DNS server nepozná IP adresu, na ktorú sa používateľ pýta, pripojí sa na centrálny, tzv. koreňový DNS server a položí otázku jemu. Tento hlavný server DNS síce adresu nepozná, má však k dispozícii adresy všetkých serverov spravujúcich top level domény. Keďže adresa bloog.sk je na najvyššej doméne SK, odošle koreňový server adresu servera spravujúceho doménu SK. Lokálny DNS server následne otázku na doménu pošle jemu. Tento server už doménu bloog pozná a odošle IP adresu počítača, ktorá je 62.169.116.79. Počítač používateľa sa na základe nej bude môcť spojiť so skutočným serverom a zobraziť stránku. Pokiaľ bude existovať v adrese doména tretieho stupňa (napríklad v tvare www.podkategoria.bloog.sk), odpovedať bude na ňu už server domény druhého rádu, pričom hierarchický systém bude nasledovať až dovtedy, kým sa adresa skutočne nájde (prípadne dovtedy, kým sa potvrdí, že daná adresa neexistuje). V tomto príklade sme si na rýchle pochopenie ukázali logickú cestu preposielania požiadavky. V reálnej podobe sa takéto fungovanie vyskytuje pomerne málo. Bolo by totiž neúnosné, keby všetky počítače zaťažovali každou otázkou koreňový DNS server. Prvotný impulz je však stále počítač používateľa. Klientska časť systému DNS sa nazýva resolver. Resolver vezme adresu, ktorú ste zadali do prehliadača, a pretransformuje ju do otázky, ktorú pošle lokálnemu DNS serveru. Poskytovateľ internetového pripojenia, ako je napríklad T-com alebo Chello, má zvyčajne niekoľko DNS serverov. Jednotlivé servery si na určitý čas pamätajú adresy, ktoré niekto hľadal pred vami. Mnohé adresy používateľov sú veľmi frekventované, takže je veľmi pravdepodobné, že sa nachádzajú ešte v aktualizovanom zozname naposledy odoslaných IP adries lokálneho DNS servera. Tento systém má za následok veľké odbremenenie hlavného systému DNS od záťaže. Výsledné odpovede priamo od lokálnych DNS serverov nie sú síce autoritatívne (existuje možnosť, že adresa sa počas krátkej chvíle zmenila), ale budú veľmi rýchle a v drvivej väčšine prípadov budú úplne dostačovať. Keďže tieto servery nijaké „skutočné“ záznamy DNS neobsahujú, iba si pamätajú skôr preposielané odpovede, označujú sa ako cache-only servery. Jednotlivé otázky však skutočne riešia. Ak poznajú odpoveď, odpovedajú, ak nie, hľadajú ju na vyššie postavených serveroch, ukladajú si medzivýsledky a pokračujú dovtedy, kým sa k výslednej odpovedi nedopátrajú. Výsledok nimi teda skutočne prejde a môžu ho zaznamenať.

Servery postavené v hierarchii vyššie sa pre množstvo otázok už o komplikované hľadanie nemôžu starať. Pokiaľ nepoznajú finálnu odpoveď, pošlú jednoducho naspäť adresu servera, ktorý ju pravdepodobne bude poznať, teda toho, ktorý je v systéme DNS k nej „bližšie“. V skutočnosti teda buď len priamo odpovedajú, alebo usmerňujú. Vyššie postavené DNS servery sa vo všeobecnosti delia na tri základné typy. Primárne, sekundárne a tzv. koreňové menné servery (root name servers). Tak ako pri cache-only serveroch ani v tomto prípade nejde o samotárske riešenia. O systém prevodu symbolických mien jednotlivých národných či iných top level domén sa stará vždy minimálne jeden hlavný a jeden záložný server. Nie je to však pravidlo a serverov môže byť viac, pričom jeden z nich môže obsluhovať aj viac ako len jeden typ najvyššej domény. Primárne servery uchovávajú informácie potrebné na preklad adries, teda hlavne zoznam IP adries a ich menných ekvivalentov, pričom tieto záznamy možno meniť a dopĺňať. Sekundárne servery, naopak, fungujú len ako záloha a sprostredkovateľ jednotlivej domény. Informácie
si sekundárny server iba sťahuje priamo od primárneho servera a sám nemá možnosť ich upravovať. Dáta sú uchovávané samostatne pre každú doménu,
a preto môže jeden server fungovať v jednom momente ako primárny server pre jednu doménu a ako sekundárny server pre inú. Zatiaľ čo primárne a sekundárne DNS servery obsluhujú zoznam domén druhého rádu v rámci jednej alebo viacerých top level domén, koreňové DNS servery zaznamenávajú adresy správcovských serverov najvyšších domén. V praxi server top level domény SK dokáže autoritatívne, teda zaručene odpovedať na otázky o IP adresách serverov ako
www.bloog.sk a www.zoznam.sk a server domény CZ na www.seznam.cz, zatiaľ čo koreňový server dokáže autoritatívne odpovedať na adresy serverov všetkých správcov top level domén (SK, CZ, COM atď.). Práve tieto koreňové servery sú oným povestným základným kameňom celého mechanizmu DNS. V základnej podobe existuje na svete 13 týchto serverov. Tento počet sa vyformoval počas zrodu internetu, keď sa ustanovila maximálna veľkosť jedného dátového paketu UDP na 512 bajtov, čo je veľkosť umožňujúca zaznamenanie IP adries práve tohto počtu serverov. Dnes síce môžu byť pakety aj oveľa väčšie, ale počet serverov zostáva zachovaný (pokiaľ neberieme do úvahy systém anycast, ku ktorému sa dostaneme neskôr). Keďže ich obsah je rovnaký, teoreticky stačí na zachovania fungovania internetu (respektíve jeho systému DNS) len jeden z nich. Servery sa nachádzajú pre bezpečnosť v rôznych lokalitách, aby sa tak zabránilo ich súčasnému vyradeniu, napríklad nečakanou prírodnou udalosťou. Na ich označenie sa používajú písmená abecedy od A až po M, pričom ich IP adresy a operátorov si môžete pozrieť v tabuľke. Servery fungujú na operačných systémoch na báze Unixu. Štandardný a najrozšírenejší softvér na správu DNS je program BIND (Berkeley Internet Name Domain) , ktorý používa 11 koreňových serverov. Zostávajúce dva používajú konkurenčný NSD (Name Server Daemon). Jedným z dôvodov tejto odlišnosti serverov je zachovanie rôznorodosti. Systém teda nemôže zlyhať súčasne napríklad pre konkrétnu chybu v programe.