Có hai cách để xác định một máy tính: dựa vào tên máy tính hoặc địa chỉ IP. Con người thích sử dụng tên máy dễ nhớ, trong khi thiết bị định tuyến lại sử dụng địa chỉ IP có cấu trúc phân cấp và độ dài cố định. Để dung hoà giữa hai cách cần phải có một dịch vụ chỉ dẫn để chuyển đổi tên máy tính sang địa chỉ IP và đây chính là nhiệm vụ của hệ thống tên miền trên mạng Intemet (DNS). DNS là một cơ sở dữ liệu phân tán được đặt trên một hệ thống phân cấp các máy chủ tên miền và cung cấp dịch vụ thuộc tầng ứng dụng cho phép máy tính và máy chủ tên trao đổi thông tin phục vụ mục đích xác định địa chỉ IP. Giao thức trao đổi tên miền DNS thuộc tầng ứng dung và chạy trên nền giao thức UDP với số hiệu cổng là 53.
Thông thường DNS được các giao thức tầng ứng dụng khác như HTTP, SMTP và FTP sử dụng để xác định địa chỉ IP từ tên máy tính do người dùng đưa vào. Điều gì xảy ra khi người sử dụng muốn truy nhập vào trang www.ptit.edu.vn? Để gửi được bản tin HTTP yêu cầu tới máy chủ web thì máy tính của người sử dụng phải xác định được địa chỉ IP của www.ptit.edu.vn. Điều này được thực hiện như sau: máy tính của người sử dụng chạy ứng dụng DNS. Trình duyệt sẽ lấy ra tên máy tính (www.ptit.edu.vn) từ địa chỉ URL trên trình duyệt và chuyển nó cho tiến trình DNS trên máy trạm. Tiến trình DNS máy trạm gửi một yêu cầu chứa tên miền www.ptit.edu.vn tới máy chủ DNS đã được đăng ký trong cấu hình địa chỉ. Nhận được yêu cầu này, máy chủ DNS sẽ tìm kiếm trong cơ sưor dữ liệu của mình, nếu không tìm thấy sẽ gửi chuyển tiếp yêu cầu đó đến máy chủ tên miền cấp cao hơn. Kết quả là tiến trình DNS máy trạm sẽ nhận được một bản tin trả lời từ máy chủ DNS chứa địa chi IP cần xác định. Sau đó trình duyệt sẽ mở một kết nối TCP tới tiến trình HTTP máy chủ trên máy tính có địa chỉ IP vừa được xác định. Rõ ràng các ứng dụng Internet sử dụng DNS hoạt động chậm đi. Tuy nhiên, địa chỉ IP đã được xác định thường được ghi tạm trong một máy chủ DNS trong một thời gian nhất định và như vậy làm giảm tải cho hệ thống DNS cũng như độ trễ của ứng dụng. Bên cạnh dịch vụ xác định địa chỉ IP từ tên máy, DNS cung cấp một số dịch vụ quan trọng sau: