FUNDAÇÃO DE ESTUDOS SOCIAIS DO PARANÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS SOCIAIS DO PARANÁ CURSO DE BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO DNS (DOMAIN NAME SYSTEM)

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1 FUNDAÇÃO DE ESTUDOS SOCIAIS DO PARANÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS SOCIAIS DO PARANÁ CURSO DE BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO DNS (DOMAIN NAME SYSTEM) CURITIBA 2006

2 GUILHERME DE SOUZA JEAN THIAGO MASCHIO LUIZ ALBERTO CAVASSIN DNS (DOMAIN NAME SYSTEM) Trabalho de graduação apresentado á disciplina Redes e Sistemas Distribuídos, como requisito parcial para obtenção da nota do primeiro bimestre do Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação da Fundação de Estudos Sociais do Paraná. Professor: Airton Kuada CURITIBA 2006

3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO Definição de DNS Como é usado o DNS SEVIDORES DE NOMES REGISTRO DE RECURSO TIPOS DE REGISTRO(type) Elementos que compõem o DNS Como funcionam as pesquisas do DN Como o DNS resolve consultas localmente Como o DNS resolve consultas no servidor O que significa cada mensagem de erro?...11 CONCLUSÃO...13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...14

4 INTRODUÇÃO O DNS atua na camada de aplicação, que é a camada que faz a comunicação entre diversos tipos de terminais, mapeamento de memória, controle de transferência de arquivos. Quando alguma aplicação ou um usuário tenta acessar um domínio, que pode ser local ou não, o DNS atua, traduzindo o nome, que é uma string, para o endereço IP, que a aplicação ou usuário quer acessar.

5 1.0 - Definição de DNS O DNS (Domain Name System ) é um sistema de gerenciamento de nomes hierárquico baseado em domínios, que atua na camada de aplicação. Esta camada faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que solicitou a informação. Um serviço de resolução de nomes, um sistema para nomeação de computadores, equipamentos de rede (tais como roteadores, hubs, switchs). Toda comunicação entre uma rede baseada no protocolo TCP/IP é feita através do número IP. O DNS é, na verdade, um grande banco de dados distribuído em milhares de servidores DNS no mundo inteiro, um conjunto de serviços e funcionalidades, que permitem a pesquisa neste banco de dados, quando o usuário digita um endereço de um site na barra de endereços do seu navegador, o DNS tem que fazer o trabalho de localizar e retornar para o navegador do usuário, o número IP associado com o endereço desejado. No banco de dados do DNS é que ficará gravada a informação de qual o endereço IP está associado com o serviço solicitado. Na ARPANET, havia simplesmente um arquivo, hosts.txt, que ele listava todos os hosts e seus endereços de IP. Com o passar do tempo milhares de estações de trabalho foram conectadas à rede, utilizando o arquivo hosts.txt, tornando o arquivo muito grande, no entanto a preocupação era que poderia haver conflitos de nomes de host. Para resolver este problema em 1984 foi criado o DNS. Os hosts são definidos por sistemas binários de rede de 32 bits, mas raramente são usados por aplicações. Elas utilizam strings ASCII que são convertidas em endereços de rede através de algoritmos de pesquisas locais e remotas contidas nos servidores. O DNS passou a ser o serviço de resolução de nomes padrão a partir do Windows 2000 Server. Anteriormente, com o NT Server 4.0 e versões anteriores, o serviço padrão para resolução de nomes era o WINS Windows Internet Name Service. O Windows 95, Windows 98 e Windows Me ainda são dependentes do WINS, para a realização de determinadas tarefas. O fato de existir dois serviços de resolução de nomes, pode deixar o administrador confuso. Cada computador com o Windows instalado, tem dois nomes: um host name (que é ligado ao DNS) e um NetBios name (que é ligado ao WINS).

6 1.1 - Como é usado o DNS Para acessar qualquer site nós não nos preocupamos em saber qual o número de IP do servidor onde está hospedado o site. Mas alguém tem que fazer este serviço, pois quando você digita, por exemplo, o protocolo TCP/IP precisa "descobrir" qual o número IP que está associado com o nome digitado. Se não for possível "descobrir" o número IP associado ao nome, não será possível acessar o recurso desejado. O papel do DNS é exatamente este, "descobrir", ou usando o termo técnico, "resolver" um determinado nome. Resolver um nome significa, descobrir e retornar o número IP associado com o nome. É usado para mapear um nome em um endereço IP, um programa aplicativo chama um procedimento de biblioteca denominado resolvedor e passa seu nome para ele como um parâmetro. O resolvedor envia um pacote UDP para um servidor local, que procura o nome e retorna o endereço IP para o resolvedor. Em seguida o resolvedor retorna o endereço IP para o aplicativo que fez a chamada. Armado com o endereço IP, em seguida o programa pode estabelecer uma conexão TCP com o destino, ou enviar pacotes UDP até ele SEVIDORES DE NOMES Para evitar os problemas associados à presença de uma única fonte de informações, o espaço de nomes do DNS é dividido em zonas independentes. Cada zona contém uma parte da árvore e também servidores de nomes que armazenam as informações oficiais referentes a essa zona. Quando um resolvedor tem uma consulta sobre um nome de domínio, ele a envia para um dos servidores de nomes locais. Se o domínio que estiver sendo procurado estiver sob a jurisdição do servidor de nomes serão retornados os registros de recursos oficiais. Os registros mantidos em cache podem estar desatualizados. Porém se o domínio for remoto e localmente não houver informações disponíveis sobre ele, o servidor de nomes enviará uma mensagem de consulta para o servidor de nomes de primeiro nível fazendo perguntas sobre o domínio solicitado.

7 2.1 - REGISTRO DE RECURSO A função do DNS é mapear nomes de domínio em registros de recurso. Um registro de recurso é uma tupla de cinco campos. Domain_name: Informa o domínio a que esse registro se aplica. Esse campo é chave de pesquisa primária usada para satisfazer as consultas. A ordem dos registros no banco de dados não é significativa. Time_to_live: Fornece uma indicação de estabilidade do registro. As informações muito estáveis são definidas com um número alto, e as muito voláteis com um número baixo. Type: Informa qual é o tipo do registro. Class: Para informações sobre a Internet, esse campo sempre contém IN. Para informações não-ligadas à Internet, outros códigos podem ser utilizados. Value: Esse campo pode ser um número, um nome de domínio ou uma string ASCII TIPOS DE REGISTRO (type) SOA: fornece o nome da principal fonte de informações sobre a zona do servidor de nomes. A: é o tipo de registro mais importante. Contém o endereço IP de 32 bits de algum host. Todos os hosts da Internet devem ter pelo menos um endereço IP. MX: Especifica o nome do domínio preparado para aceitar mensagens de correio eletrônico. Ele permite que uma máquina que não esteja na Internet receba mensagens por sites da Internet. NS: Especificam servidores de nomes. Assim as mensagens podem ser enviadas para parte distantes da árvore de atribuições de nomes.

8 CNAME: Orienta pessoas e programas na direção correta. PTR: Associa um nome a um endereço IP, para permitir pesquisas de endereço IP e retornar o nome da máquina correspondente. HINFO: Permitem que as pessoas descubram qual o tipo de máquina e sistema operacional de um domínio corresponde. TXT: Permitem que os domínios se identifiquem de uma forma arbitrária Elementos que compõem o DNS O DNS é administrado por uma Autoridade de Inscrição de Nome na Internet, que é responsável por manter domínios de nível de topo, que são particionados em subdomínios, que também são particionados. O domínio é representado por uma árvore, onde as folhas representam domínios que não tem subdomínios(mas que contém máquinas). Um domínio-folha contém um único host ou pode representar uma empresa que dispõe de vários hosts. Cada domínio tem seu nome definido pelo caminho (ascendente) entre ele e a raiz. Esses componentes são separados por pontos. Um nome de domínio se refere a um nó específico da árvore e a todos os nós sob ele. Cada domínio controla como serão alocados todos os domínios que estão abaixo dele. Para que um novo domínio seja criado, é necessária a permissão do domínio no qual ele será incluído, a permissão é dada por quem gerencia. Dessa forma, os conflitos de nomes são evitados e cada domínio pode controlar seus subdomínios. Uma vez que um novo domínio tenha sido criado e registrado, ele poderá criar subdomínios, sem que seja necessário ter a permissão de alguém que esteja em um nível mais alto da árvore.

9 O principal domínio, o domínio root ou raiz, de mais alto nível foi nomeado como sendo um ponto (.). No segundo nível foram definidos os chamados "Toplevel-domains". Estes domínios são bastante conhecidos, sendo os principais descritos na Tabela a seguir: DNS Com Edu Org net gov mil num arpa xx Tipo de Organizações Organizações Comerciais Instituições Educacionais Organizações Filantrópicas Redes (backbone da Internet) Organizações Governamentais Organizações Militares Números de telefones Reverso de DNS Código dos Países (br, ar e tw como exemplo)

10 A estrutura hierárquica continua aumentando. Por exemplo, dentro do domínio.com, são criados sub-domínios para cada país. O nome completo de um domínio é o nome do próprio domínio, e mais os nomes dos domínios acima dele, até chegar ao domínio root que é o ponto. Um nome de domínio mais baixo contém o nome completo dos objetos de nível mais alto. Um método antigo, utilizado inicialmente para resolução de nomes era o arquivo hosts. Este arquivo possui entradas no formato indicado a seguir, com um número IP por linha, podendo haver um ou mais nomes associados com o mesmo número IP: Mais de um nome associado com o mesmo número de IP: intranet.abc.com.br ftp.abc.com.br arquivos.abc.com.br srv01.abc.com.br pastas.abc.com.br pastas Ou, apenas um nome: ftp.abc.com.br srv01.abc.com.br srv-files O nome de cada domínio é definido pelos nomes de hosts entre o domínio e a raiz, e esses nomes de domínio não são case-sensitive, isto é, não distingue maiúsculas de minúsculas, como por exemplo que é igual à: O DNS é formado por uma série de componentes e serviços, os quais atuando em conjunto, tornam possível a tarefa de fazer a resolução de nomes em toda a Internet ou na rede interna da empresa. Os componentes do DNS são os seguintes:

11 O espaço de nomes DNS: Um espaço de nomes hierárquico e contínuo. Pode ser o espaço de nomes da Internet ou o espaço de nomes DNS interno, da sua empresa. Servidores DNS: Os servidores DNS contém o banco de dados do DNS com o mapeamento entre os nomes DNS e o respectivo número IP. Os servidores DNS também são responsáveis por responder às consultas de nomes envidas por um ou mais clientes da rede. Você aprenderá mais adiante que existem diferentes tipos de servidores DNS e diferentes métodos de resolução de nomes. Registros do DNS (Resource Records): Os registros são as entradas do banco de dados do DNS. Em cada entrada existe um mapeamento entre um determinado nome e uma informação associada ao nome. Clientes DNS: São também conhecidos como resolver. Este componente de software é responsável por detectar sempre que um programa precisa de resolução de um nome e repassar esta consulta para um servidor DNS. O servidor DNS retorna o resultado da consulta, o resultado é retornado para o resolver, o qual repassa o resultado da consulta para o programa que originou a consulta Como funcionam as pesquisas do DNS Um usuário, na sua estação de trabalho, tenta acessar o site O resolver (cliente do DNS instalado na estação de trabalho do usuário) detecta que existe a necessidade da resolução do nome para descobrir o número IP associado com este nome. O resolver envia a pesquisa para o servidor DNS configurado como DNS primário, nas propriedades do TCP/IP da estação de trabalho. A mensagem envida pelo resolver, para o servidor DNS, contém três partes de informação, conforme descrito a seguir: O nome a ser resolvido: No nosso exemplo:

12 O tipo de pesquisa a ser realizado: Normalmente é uma pesquisa do tipo "resource record", ou seja, um registro associado a um nome, para retornar o respectivo endereço IP, na qual o resultado da consulta é o número IP associado com o nome que está sendo pesquisado. Uma classe associada com o nome DNS: Para os servidores DNS baseados no Windows a classe é sempre uma classe de Internet (IN), mesmo que o nome seja referente a um servidor da Intranet da empresa. Existem diferentes maneiras como uma consulta pode ser resolvida. Por exemplo, a primeira vez que um nome é resolvido, o nome e o respetivo número IP são armazenados em memória, no que é conhecido como Cache do cliente DNS, na estação de trabalho que fez a consulta. Na próxima vez que o nome for utilizado, primeiro procura no Cache DNS no cliente, para ver se não existe uma resolução anterior para o nome em questão. Somente se não houver uma resolução no Cache local do DNS, é que será enviada uma consulta para o servidor. Chegando a consulta ao servidor, primeiro o servidor DNS consulta o cache. No cache do servidor DNS ficam, por um determinado período de tempo, as consultas que foram resolvidas pelo servidor DNS, anteriormente. Esse processo agiliza a resolução de nomes, evitando repetidas resoluções do mesmo nome. Se não for encontrada uma resposta no cache do servidor DNS, o servidor pode tentar resolver a consulta usando as informações da sua base de dados ou pode enviar a consulta para outros servidores DNS, até que uma resposta seja obtida Como o DNS resolve consultas localmente O DNS, tenta resolver o nome, usando o resolver local. Ao digitar o endereço, o processo de resolução é iniciado. O endereço é passado para o cliente DNS, na estação de trabalho que tenta resolver o nome utilizando um dos seguintes recursos: O cache DNS local: Sempre que um nome é resolvido com sucesso, o nome e a informação associada, são mantidos na memória, o que é conhecido como cache local do DNS. Quando um nome precisa ser resolvido, a primeira coisa que o resolver faz é procurar no cache local. O cache local é quem torna a resolução mais rápida, uma vez que nomes já resolvidos podem ser

13 consultados diretamente no cache, ao invés de terem que passar por todo o processo de resolução via servidor DNS novamente. O arquivo hosts: Se não for encontrada a resposta no cache, o resolver consulta as entradas dos arquivos hosts Como o DNS resolve consultas no servidor Uma vez que a consulta não pode ser resolvida localmente pelo resolver, esta é enviada para o servidor DNS. Quando a consulta chega no servidor DNS, a primeira coisa que ele faz é consultar as zonas para as quais ele é uma autoridade. À medida que o servidor DNS vai resolvendo nomes, ele vai mantendo estas informações tanto no cache DNS local como no cache do servidor DNS, sendo que ambos tem um tempo determinado para guardar estas informações estabelecidas pelo administrador. O cache do servidor DNS tem a mesma função do cache local do resolver, ou seja, agilizar a consulta de nomes que já foram resolvidos previamente. Caso o servidor DNS não possa responder usando informações de uma zona local do DNS e nem informações contidas no cache do servidor DNS, o processo de pesquisa continua, usando dois processos conhecidos como recursão e interação, citados a seguir: Recursão: o servidor DNS fará uma pesquisa em outros servidores através de uma lista de servidores DNS conhecidas como root hints, até conseguir resolver o nome pesquisado. Uma vez resolvido o nome, ele retorna a resposta para o cliente. Iteração: caso o servidor DNS não consiga resolver o nome, ele retorna uma lista de outros servidores DNS que talvez possam resolver o nome pesquisado. O cliente recebe esta lista e envia a consulta para os servidores DNS informados. Este processo continua até que o nome seja resolvido ou que uma resposta negativa seja recebida pelo cliente, informando que o nome não pode ser resolvido. A cada etapa do processo, o servidor DNS retorna para o cliente, uma lista de servidores DNS a serem pesquisados, até que um

14 dos servidores responde positivamente ou negativamente à consulta feita pelo cliente. Como nem sempre a resposta é positiva, muitos outros tipos de resultados podem ocorrer em resposta a uma consulta mostrada a seguir O que significa cada mensagem de erro? AA - Autoridade sobre o domínio Esta não é uma mensagem de erro. O servidor DNS possui os dados do domínio em seus arquivos locais, ou seja, ele está configurado para este domínio. TIMEOUT - Tempo esgotado - O servidor DNS não respondeu a pesquisa no tempo esperado. NOAA - Sem autoridade sobre o domínio - O servidor DNS tem os dados do domínio, porém não em seus arquivos locais e não pode garantir a validade dos mesmos. UDN - Domínio Desconhecido - O servidor DNS não possui dados deste domínio. UH - DNS Desconhecido - O servidor DNS não pode ser achado ou não existe na Internet. FAIL - Erro/Falha no DNS - Ocorreu um erro na comunicação com o servidor DNS. QREFUSED - Pesquisa Recusada - O servidor DNS recusou-se a enviar informações sobre o domínio ao sistema. CREFUSED - Conexão Recusada - O servidor DNS foi contactado mas recusou-se a aceitar uma conexão no serviço DNS.

15 CNAME - Canonical Name - O nome informado não é o nome verdadeiro do servidor. É apenas um apelido. NOT SYNC ZONE - Zona não sincronizada - A versão da configuração do servidor DNS para o domínio não corresponde a versão utilizada pelos demais servidores.

16 CONCLUSÃO Em 1984 foi criado o DNS (Domain Name System), ou (Sistema de Nomes de Domínios), que é um sistema gerenciador de nomes hierárquicos de domínios, para resolver o numero IP, de um nome (host), fornecido pelo usuário, ou pela aplicação usada. Toda a comunicação de uma rede baseada no protocolo TCP/IP, é feita através de um numero IP, o DNS é um grande banco de dados, alocado em diversos servidores pelo mundo todo, é feita uma pesquisa neste banco de dados, até encontrar o numero IP., se acaso esse numero não for encontrado, os servidores DNS enviam mensagens de erro.

17 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. 4ª ed., Rio de Janeiro, Editora Campus Ltda, p. O QUE É DNS? em 25/03/2006 COMO FUNCIONA O DNS?(REDES) em 25/03/2006