DNS: Domain Name System

Transcripción

1 DNS: Domain Name System Bibliografía: Redes de Computadores: un enfoque descendente basado en Internet : J.F Kurose y K.W. Ross. 1 Nombres y direcciones Nombre: forma de identificar una entidad en un sistema (lista de bits o caracteres). Entidades: Usuarios, ficheros, recursos, equipos, impresoras, ventanas.. Queremos nombres porque queremos operar con ellas. Dirección: para poder operar con una entidad es necesario acceder a través de un punto de acceso. Los puntos de acceso son entidades que se identifican por una dirección. Un nombre de una entidad es independiente de su ubicación si es independiente de las direcciones de su punto de acceso. Es más flexible. 2

2 Ejemplo Nombres vs. Direcciones Pedro Fernández Gutiérrez Nombre de la entidad Número de teléfono de casa: Dirección de un punto de acceso, sólo es útil cuando está en casa. Número de teléfono del trabajo: Dirección de otro punto de acceso, sólo funciona en un horario y cuando está en la oficina. Número de teléfono móvil del trabajo: Dirección de otro punto de acceso, sólo funciona en un horario, pero es independiente de su ubicación. Correo electrónico: pfg@empresa.com Dirección de otro punto de acceso, siempre válido y es independiente de la ubicación, pero las interacciones posibles son distintas a los anteriores. 3 Cómo pasar de nombres a direcciones? Sistema de nombres: mecanismo para traducir un nombre a una dirección. En su forma más sencilla puede ser simplemente una tabla (nombre, dirección). Dos tipos de sistemas: No estructurados (o planos). Estructurados (o jerárquicos). Capacidad del espacio de nombres finita o ilimitada Puede ser finita en un sentido (p.ej en direcciones: IP) e ilimitada en otros (p. ej. en nombres: DNS) 4

3 Por qué es necesario el DNS? Los humanos preferimos nombres a direcciones IP (ej: cacharro.cct.urjc.es frente a ) Las direcciones IP están ligadas a la estructura de la red, pero eso no tiene por qué reflejarse en el nombrado de máquinas (ej: Las direcciones IP están ligados a máquinas concretas, puede ser conveniente un nivel de abstracción no ligado a máquinas (ej: puede cambiar de máquina, y de IP, pero no tiene por qué cambiar de nombre). Es necesario establecer una correspondencia entre nombres y direcciones IP. DNS: protocolo de nivel de aplicación, sobre UDP o TCP 5 Un poco de historia Al principio (años 70), la correspondencia entre nombres y direcciones IP se mantenía en un único fichero (HOSTS.TXT) con información de todas las máquinas de ARPANET. Se obtenía periódicamente por FTP: gestión completamente manual. Con el crecimiento de ARPANET se hizo inmanejable. 1983, Paul Mockapetris: primeras RFC que describen el Domain Name System. 1987, Especificaciones actuales: RFC 1034 y , Extensiones de seguridad. Actual: RFC

4 Estructura de nombrado Se descentraliza el control consiguiéndose una estructura jerárquica y fácilmente ampliable. Jerarquía de dominios: Dominio raíz (root o. ): Gestionado por ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Dominios de nivel máximo (o de primer nivel): Tradicionales: com, edu, gov, mil, net, org, int, códigos ISO de paises (uk, mx, ar, de, es... ) En el año 2000 aparecen: biz, info, name, pro, aero, coop, museum Dominios secundarios, terciarios,... 7 Árbol de dominios Dominio raíz. Dominios de primer nivel com edu gov mil org net es uk Dominios de segundo nivel sun mit acm ieee urjc eng lcs etsii etsit theory www www 8

5 Jerarquía de autoridades Una organización o autoridad encargada de la administración de un dominio puede decidir dividirlo en subdominios, y delegar la responsabilidad de su administración en otras organizaciones. Ej: Una universidad con varios departamentos puede decidir dividir el dominio de la universidad en diferentes subdominios, uno por cada departamento. Los departamentos con conocimientos telemáticos pueden querer gestionar su propio subdominio. Una zona es un subárbol de DNS que se administra por una organización diferente a la organización que administra el nodo padre de ese subárbol Dominio es un concepto ligado al espacio de nombres y Zona es un concepto ligado a la autoridad que administra un dominio: jerarquía de nombres y jerarquía de autoridades. 9 Estructura de gestión Cada vez que se delega un subdominio se delega también su gestión (incluyendo su posible división en subdominios), convirtiéndose en una nueva zona Si el gestor del dominio es delega un subdominio urjc, el responsable de la zona urjc manejará la correspondencia de nombres y direcciones de todas las máquinas de su dominio. Por tanto, la zona urjc quedará definida por todas las máquinas del subdominio urjc. Si el responsable de urjc lo cree conveniente, puede delegar un subdominio cct, sin que por ello tenga que informar al gestor de es. Por tanto, la zona urjc quedaría definida por todas las máquinas del dominio urjc excepto las máquinas del subdominio cct, las cuáles pertenecerían a una zona diferente. 10

6 Estructura de gestión La asignación de nombres de dominios de segundo nivel (subdominios de.es,.com,.org) está gestionada por organismos denominados registrars. A veces un mismo subdominio se gestiona por varios registrars en régimen de competencia. 11 Autoridad que gestiona urjc.es excepto teleco.urjc.es Dominios - Zonas. es urjc ICANN Registrar de.edu admin arte etsit Autoridad que gestiona etsit.urjc.es máq1 máq2 máq1 máq2 gsyc tsc máq1 máq2 máq1 máq2 12

7 Dominios directo e inverso Dominio directo: proporciona para cada nombre una dirección IP. Dominio inverso: proporciona para cada dirección IP un nombre. El dominio inverso también se conoce como dominio in-addr.arpa. Los elementos del dominio inverso son las direcciones de red construidas invirtiendo los números que la componen, y terminando en in-addr.arpa. Ejemplo: La red es el dominio inverso inaddr.arpa. La inversión de los números en las direcciones IP se realiza para mantener la misma estructura jerárquica de los nombres de dominio: En los nombres de dominio, porciones del nombre situadas más a la izquierda representan entidades más específicas, mientras que en las direcciones IP es al revés. 13 Consulta de una dirección para un nombre Cada aplicación va enlazada con una biblioteca de consulta al DNS (resolver), con llamadas como: To_IP() o gethostbyname(). La consulta normalmente sigue los pasos siguientes (en una máquina GNU/Linux): Consulta en un fichero (/etc/hosts). Si no se resuelve, consulta en un servidor de DNS (cuya dirección IP está en /etc/resolv.conf). Variable en función de /etc/nsswitch.conf Máquina Aplicación Solicitud Respuesta Solicitud Resolver Respuesta Ficheros: /etc/hosts /etc/resolv.conf Servidor de DNS 14

8 Esquema de funcionamiento de DNS Se trata de mantener la información como una base de datos distribuida. Las consultas al DNS se realizan en modo cliente-servidor: Cuando una aplicación (cliente) quiere resolver un nombre (que no aparece en el fichero local), pregunta a un servidor de DNS. El servidor investiga por su cuenta y devuelve la dirección IP pedida Aplicación firefox resolver UDP IP Ethernet 2 Consulta a un servidor firefox: Solicitud UDP ( 3 Servidor DNS 53 UDP IP Ethernet 4 Respuesta UDP

9 Funcionamiento básico (sin cachés) Cuando un servidor S recibe una consulta para resolver un nombre (ejemplo: Ø Ø Ø Ø S Comprueba si el nombre pertenece a alguno de los dominios que sirve (si es que sirve alguno). Si S lo sirve, busca en su mapa y devuelve la dirección IP correspondiente. Si S no lo sirve pregunta a un servidor del dominio raíz, que le contestará con la dirección IP de un servidor de DNS del dominio com. Luego S pregunta al servidor de DNS de com, que le responde con la dirección IP de un servidor de DNS de google.com. Ahora S pregunta a este último, que ya tiene en sus mapas la dirección IP pedida. Cada servidor puede servir uno o varios dominios, o ninguno. 17 Ejemplo Servidor DNS aplicación 53 resolver UDP 8 IP Respuesta UDP Ethernet Pregunta ( 7 IP de Servidor DNS IP Pregunta a servidor.com 4 IP (IP) Servidor DNS.com Pregunta al 5 servidor.google.com (IP) IP 6 Servidor DNS.google.com. 18

10 Consultas a un servidor Cuando se hace una consulta se puede elegir si se hace en modo recursivo o iterativo : Recursivas: Las que hace un cliente, que obligan al servidor a hacer las consultas necesarias para encontrar la dirección pedida. Iterativas: Las que le hace otro servidor, a las que responden con la dirección IP del servidor del siguiente dominio en la jerarquía. Siempre que pueden, los servidores usan datos de su cache. 19 Tipos de servidores Según el origen de la información que sirven: Maestro (primario): Tiene la información actualizada por el administrador: tiene todo el mapa original Esclavo (secundario): Obtiene la información (todo el mapa) mediante copia del maestro. Sólo Cache: No tiene información propia (el mapa), sino que guarda en memoria los resultados de consultas que él va haciendo cuando es preguntado. 20

11 Servidor reenviador (forwarder) A veces un servidor de DNS se configura de forma que, cuando reciba peticiones de un cliente, si no conoce la respuesta, en vez de intentar encontrarla por el procedimiento normal, actúa como cliente (modo recursivo) de otro servidor para que este último obtenga la respuesta en su lugar y se la pase. Se dice que el segundo servidor es un reenviador (forwarder ) del primero. Esta configuración puede ser útil para: evitar el excesivo uso de un enlace lento a Internet. concentrar las preguntas de varios servidores en un único servidor reenviador para aprovechar su cache más globalmente. 21 Tipos de servidores Según fiabilidad de la respuesta: Con autoridad ( authoritative ): Si la respuesta procede del mapa original para el dominio consultado (de un maestro o de un esclavo). Sin autoridad: Si procede de un servidor cache. 22

12 Mapas de dominio Cada mapa de dominio incluye un conjunto de registros de recurso (RR): Son la unidad de consulta. Cada registro de recurso tiene 5 campos: Nombre de dominio Tiempo de vida: Tiempo de validez del registro en las caches Clase: En Internet siempre IN Tipo: Define el tipo del registro Valor: Contenido que depende del campo tipo 23 Tipos de registro SOA: Da información de gestión de una zona del dominio (servidor de nombres primario, administrador, etc.). NS: Identifica al servidor de nombres de una zona. A: Define una dirección IP de una estación (puede tener varias). MX: Define el servidor de correo del dominio. CNAME: Permite asociar un alias a un nombre de dominio. HINFO: Da información del tipo de máquina y sistema operativo de un determinado sistema. TXT: Da información del dominio. SRV: Elementos del dominio asociados a determinados servicios. PTR: Nombre canónico de un registro. 24

13 Ejemplo Nombre TTL Clase Tipo Valor st1.es IN SOA ns.st1.es. admin-st1.gmail.com. ( ; Nº de serie ; Refresco 7200 ; Reintento ; Expiración ) ; TTL st1.es IN NS ns.st1.es. st1.es IN MX correo.st1.es. ns.st1.es IN A tierra.st1.es IN A marte.st1.es IN A luna.st1.es IN A sol.st1.es IN A IN CNAME marte.st1.es. correo.st1.es IN CNAME luna.st1.es. itis.st1.es IN NS ns.itis.st1.es. lade.st1.es IN NS ns.lade.st1.es. ns.itis.st1.es IN A ns.lade.st1.es IN A UDP o TCP? Se usa el puerto 53 de TCP y el 53 de UDP para el servidor de DNS: Normalmente el resolver hace consultas usando UDP. Normalmente el servidor responde usando el protocolo de la consulta. Si la respuesta UDP es de más de 512 bytes (truncada), el resolver la repite usando TCP. Las transferencias de zona de primario a secundario usan TCP. 26

14 Formato de mensaje de DNS ID Flags Nº de consultas Nº de RRs de respuesta Nº de NSs con autoridad Nº de NSs sin autoridad Consultas Respuestas: registros RR 27 Formato de mensaje de DNS ID (16 bits): identifica el mensaje de DNS. El que realiza la consulta elige ID, la respuesta copia este mismo ID: Flags: QR (1 bit): QR=0 en preguntas, QR=1 en respuestas. Opcode (4 bits): 0 resolución directa, 1 resolución inversa y 2 para petición de estado. AA (1 bit): 1 si la respuesta es de un servidor con autoridad TC (1 bit): 1 si el mensaje ha sido truncado RD (1 bit): 1 si la petición es recursiva RA (1 bit): 1 si el servidor acepta peticiones recursivas Zero (3 bits): siempre a cero, no se utilizan Rcode (4 bits): códigos de respuesta de un servidor: 0: no hay error 1: formato de consulta erróneo 2: error en el servidor, no tiene la respuesta después de reenviar la solicitud 3: error de nombre (sólo lo manda un servidor autoritario) 28

15 Formato de mensaje de DNS Consulta: Qname: nombre que se consulta. Qtype: tipo de consulta, A, PTR, etc Qclass: clase de consulta, IN (Internet) Respuesta: Registro RR: Dominio, tipo (A, IN, NS, MX, etc), TTL, etc 29 Referencias Redes de Computadores: un enfoque descendente basado en Internet. J.J. Kurose y K.W. Ross. Pearson Educación. (capítulo 2) Distributed Systems: Principles and Paradigms, Andrew S. Tanenbaum, Maarten van Steen. (Capítulo 5) DNS: The Domain Name System, capítulo 14 de TCP/IP Illustrated, Volume 1,W. Richard Stevens, Ed. AddisonWesley, DNS and BIND, P. Albitz & C. Liu, Ed. O Reilly, 2001 FAQ de comp.protocols.tcp-ip.domains: ICANN: DNS Resources Directory: 30