DNS. Parte 1 Características e Conceitos. Tópicos em Sistemas de Computação. Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian adriano@acmesecurity.

DNS Parte 1 Características e Conceitos Tópicos em Sistemas de Computação Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian adriano@acmesecurity.org 1 Referência para estudo O tratamento umlizado neste tópico é o mesmo adotado pelo livro Craig Hunt - TCP/IP Network Administra5on. Este tratamento é excelente e suficiente para o administrador de redes e UNIX. Entretanto, por algumas vezes, este texto não é muito formal, ou seja, ignora alguns conceitos, considerando- se o ponto de vista acadêmico e mais aprimorado. Para alunos que desejam ir mais a fundo na questão, e aprimorar sua formação e seus conhecimentos em gerenciamento, recomenda- se uma leitura atenta do capítulo 14 (DNS: The Domain Name System) de TCP/IP Illustrated - Volume 1 - The Protocols, de Richard Stevens. Trata- se de um texto excelente, de fácil compreensão e com excelentes ilustrações que auxiliam no entendimento. Créditos Fair Use: este material foi produzido a parmr de um dos livros- texto adotados no disciplina: Hunt, Craig - TCP/IP Network Administra5on - O Reilly & Associates, Inc. - 1.a Edição - Capítulo 3, pag. 51 e Capítulo 8, pag 167. Este material pode usar citações e figuras de outros autores. Direitos reservados aos autores. Todas as citações feitas em caráter didámco para uso em sala de aula. 2 1

Introdução Nomes e endereços Tradução Do /etc/hosts para o Bind 3 Introdução: nomes e endereços (1) Interface de rede TCP/IP: endereço IP formado por 32 bits. Representado na forma numérica como: xxx.yyy.zzz.kkk 200.145.1.1 Mas, lidar com endereços de um computador pelo número é desconfortável, pouco prá=co e sujeito a erros 4 2

Introdução: nomes e endereços (2) Além disso, o endereço de um computador poderia necessitar ser alterado, devido a, por exemplo, uma mudança de rede fsica ou de roteamento. Neste caso, todos os usuários daquele computador precisariam ser avisados de que o endereço foi mudado. Em virtude principalmente destes fatos, foi considerado que um nome poderia ser atribuído e associado a qualquer disposi=vo que possua um endereço IP. 5 Introdução: nomes e endereços (3) É muito mais fácil um humano se lembrar de nomes do que de números. Além do fato do nome poder ser manmdo numa eventual mudança de endereço IP. Entretanto à O socware da camada de rede e a pilha TCP/IP operam apenas com os endereços numéricos. Nomes e números podem ser usados indismntamente, mas os nomes são sempre lembrados com mais facilidade. 6 3

Tradução / Conversão Exemplo: % ssh METAL.dcce.ibilce.unesp.br % ssh 200.145.202.125 conduzem ao mesmo computador. Quando se umlizam nomes é necessário que exista um serviço que efetue a conversão deste nome em um número IP para que se estabeleça a conexão. Existe um processo de conversão Chama- se processo de TRADUÇÃO. 7 /etc/hosts A tradução entre nomes e números passou por diversos estágios durante o desenvolvimento da Internet e das redes que a precederam. Inicialmente exisma uma tabela, chamada hosts.txt, manmda por um órgão chamado DDN- NIC, e que era distribuída para todos os computadores da Internet: usada no /etc/hosts.txt (análoga à atual tabela /etc/hosts ) Com o crescimento da Internet este esquema se tornou inviável, exigindo a criação de um serviço mais eficiente para a resolução de nomes. 8 4

/etc/hosts para o DNS hosts.txt à foi subsmtuído por um banco de dados distribuído denominado Domain Name Service, conhecido simplesmente como DNS, que foi concebido por Paul Mockapetris, em 1983. Em 1984, quatro estudantes da Universidade de Berkeley Douglas Terry, Mark Painter, David Riggle and Songnian Zhou escreveram a primeira implementação do DNS para o UNIX, que passou a ser manmda por Ralph Campbell e denominou- se Berkeley Internet Name Daemon. Em 1985, Kevin Dunlap da DEC Digital Equipament Co. (comprada pela HP) significamvamente re- escreveu a implementação do e mudou seu nome para BIND - Berkeley Internet Name Domain. 9 Bind O BIND é mantido pela Internet Systems Consortium (www.isc.org) DNS à foi desenvolvido para oferecer uma alternativa à resolução de nomes através do arquivo /etc/hosts.txt, e que pudesse garantir seu funcionamento eficiente mesmo em face do crescimento explosivo da Internet. Permitindo ao mesmo tempo que informações sobre computadores novos fossem rapidamente disseminadas conforme a necessidade. Deu escalabilidade à tradução de nomes. As especificações do DNS encontram-se descritas na RFC-1034 e RFC-1035. 10 5

DNS x /etc/hosts DNS resolve dois problemas com relação ao /etc/hosts: DNS é facilmente escalonável à a base é distribuída e não reside numa única tabela. DNS dissemina facilmente à isso garante que novas informações sobre novos hosts, sejam disseminados para o resto da rede. Além disso a informação só é disseminada para aqueles que precisam dela. Isso será discutido em seguida. 11 Funcionamento do DNS 12 6

Como o DNS funciona (1) Um cliente faz uma requisição a UM SERVIDOR DE DNS local ou remoto, previamente configurado. Este é o servidor recursivo (discumdo mais adiante). O Servidor de DNS recursivo recebe um request de informações sobre um host para o qual ele (servidor) não possui cache da informação. O servidor passa a requisição para um authorita?ve server: responsável por manter informação correta e atualizada sobre o domínio consultado. (figura e mais detalhes a seguir) 13 Como o DNS funciona (2) Quando o authorita?ve server responde à o server recursivo faz cache da resposta para uso futuro. Na próxima vez que o server recursivo receber um request sobre aquele domínio, ele responde por si próprio. 14 7

Como o DNS funciona (3) 15 Como host sabe quem é seu servidor recursivo? Configuração manual no host do(s) IP(s) do(s) servidor(es) à pode (e deve) haver mais de um. Provisão automática para o host, por protocolo de provisionamento DHCP (na rede local), ou protocolos similares: LDAP, Active Directory, ou outros. Host pode ser seu próprio recursivo. Processo servidor de DNS rodando na máquina local com arquivo de cache. Neste caso o host consulta seu próprio processo recursivo de DNS e cache. Boas alternativas ao Bind DJBDNS: http://cr.yp.to/djbdns.html Unbound: https://www.unbound.net 16 8

DNS: porta 53/udp O serviço de DNS é associado à porta 53 UDP, e é chamado de domain. Aparece no /etc/services. Fonte de confusão para iniciantes: não confundir com um anmgo serviço de nomes associado à porta 42, chamado nameservice. Consulte /etc/services, e/ou a documentação do seu sistema. 17 Hierarquia e governança de domínios de DNS 18 9

Hierarquia de domínios DNS NÃO possui uma base de dados central com todos os IPs da Internet. A Informação é distribuída ao longo de milhares de nameservers. Organizados numa hierarquia similar à estrutura de diretórios de um filesystem UNIX. 19 Hierarquia de domínios x filesystem Hierarquia de domínios comparada com um filesystem Unix 20 10

Hierarquia de domínios DNS tem um root domain (domínio raiz) no topo da hierarquia de domínio. Este root domain é servido por root servers. Representado por um. (ponto). 21 Hierarquia de domínios root domain fica no topo da hierarquia de domínio. Representado por um ponto. O root domain é servido por root servers. Abaixo do root domain à estão os top level domains = TLD Dois Mpos básicos de top level domains: Organizacional e Geográfico. Organizacional são nomes de domínios genéricos de primeiro nível com códigos genéricos (ou gtld Generic TLD) gtld à.com.org.net.mil.edu.gov... 22 11

Hierarquia de domínios Geográfico: Nomes de domínios de primeiro nível com códigos de países. Chamados de cctld Country Code TLD Geográfico ou cctld à.br.jp.ar.uk.nz.au Geográfico- organizacional à.com.br.org.br.gov.br 23 Recapitulando Genérico: gtld Generic Top Level Doman.com.org.net.mil.edu.gov Geográfico: cctld Country Code Top Level Domain.br.jp.ar.uk.nz.au Geográfico-organizacional.com.br.org.br.gov.br.eng.br 24 12

Root servers (1) Os root servers à somente possuem informações completas sobre os domínios de top level (TLDs: gtld e cctld). São os root servers que possuem os apontadores para os servidores de top level ou para os registry (ver governança mais adiante) Nenhum servidor (nem mesmo os root servers) possui informações completas sobre todos os domínios, mas os root servers possuem ponteiros para os servers dos gtlds e cctlds. Assim à os root servers não possuem a resposta para um request, mas eles sabem para quem perguntar. 25 Root servers (2) Root servers são operados por 13 organizações conhecidas como "root server operators". Esta localização e seus respecmvos endereços raramente são alterados. Atualmente são 377 root servers, incluindo os espelhos. Os nomes são da seguinte forma: letra.root-servers.net onde letra é a letra nome do root nameserver, de A até M. Relação dos endereços: h{p://www.root- servers.org/ h{p://www.internic.net/zones/named.root 26 13

Root servers map Os nomes são formados da seguinte forma: letra.root- servers.net, onde letra é a letra do nome root nameserver, variando de A até M. 27 List of root servers h{p://www.iana.org/domains/root/servers 28 14

Governança de DNS ICANN, Registry e Registrar 29 ICANN Os TLDs são delegados pelo ICANN aos registry ou registradores. O que é a ICANN? - hmp://www.icann.org/ ICANN - Internet Corpora?on for Assigned Names and Numbers Órgão mundial responsável por estabelecer regras do uso da Internet. EnMdade sem fins lucramvos e de âmbito internacional, responsável pela: Distribuição de numeração IP. Designação de identificações de protocolos. Controle dos sistemas de nomes de domínios de primeiro nível gtld e cctld. 30 15

ICANN e IANA AnMgamente estas amvidades eram originalmente prestadas mediante contrato com o governo dos EUA, pela Internet Assigned Numbers Authority (IANA) e outras enmdades. A ICANN hoje cumpre a função da IANA. Recomendado: veja a explicação da evolução da governança em h{p://www.icann.org/en/about/unique- authoritamve- root 31 ICANN e o DNS Qual é a função da ICANN no DNS? A ICANN é responsável por coordenar o controle dos elementos técnicos do DNS que garantem a resolução universal. Manter uma Raiz unificada do DNS (Unified Root Servers). Isso é realizado através da supervisão da distribuição das identificações exclusivas usadas nas operações da Internet e a distribuição de nomes de domínio de primeiro nível (como.com,.info, org, etc...) Na prática isso é o que permite um usuário da Internet achar qualquer endereço válido. 32 16

h{p://convergenciadigital.uol.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=39940&sid=4 33 22/6/2015 Registry (1) REGISTRY é a enmdade delegada pela ICANN para armazenar e administrar os registros de um determinado TLD, seja ele um gtld ou cctld. O REGISTRY mantém disponível em seus servidores as informações dos endereços IP dos nomes de domínio de segundo nível relamvos ao TLD que administra. Um REGISTRY também é chamado de NIC - Network Informa?on Center. Ver: h{p://en.wikipedia.org/wiki/network_informamon_centre 34 17

Registry (2) Cada gtld ou cctld tem apenas um Registry. O Registry opera a raiz do seu TLD. Tecnicamente opera seu TLD apontando para os servidores autorizados. O Registry mantém apenas informações de servidores de DNS. Controla as polí=cas de alocação de nomes. O Registry gerencia o registro de domínios de um TLD, operando em conjunto com o REGISTRAR. É tecnicamente diferente de um REGISTRAR. 35 Registrar (1) Registrar, ou agente de registro, é a enmdade credenciada por um Registry para proceder o registro de nomes de domínio requerido por qualquer pessoa ou enmdade. Um TLD (gtld ou cctld) pode ter vários Registrars. Registrar mantém as informações do proprietário do domínio em um banco de dados. O Registrar informa o Registry que um determinado domínio está sob sua reponsabilidade. Informa apenas o ponteiro para os servidores de DNS daquele domínio. 36 18

Registrar (2) Leituras recomendadas: Funcionamento de um Registrar: h{p://en.wikipedia.org/wiki/domain_name_registrar Aspectos históricos e de mercado sobre como evoluiu o sistema de registro de nomes: h{p://www.icann.org/en/resources/registrars/accreditamon/history ICANN atualmente reconhece os seguintes domínios de nível superior genéricos (gtld): h{p://www.iana.org/domains/root/db (root zone database) h{p://www.icann.org/registrar- reports/accredited- list.html Em alguns países o Registry também atua como Registrar. 37 Alguns TLDs e Registrys http://www.iana.org/domains/root/db 38 19

Registrant Registrant é a enmdade ou pessoa que registra um domínio. Como ocorre o registro de um domínio: Consiste em ter um domínio publicado nos sistemas de um Registry para que, quando o Registry for quesmonado sobre "- Qual o servidor de DNS do domínio taldominio.com?" ele responda com um apontador para o IP do servidor. Registrant faz o registro de seu domínio no Registrar e informa os dados técnicos (os servidores de DNS), os dados administramvos (contatos, endereços, pessoas) e os dados de cobrança. O Registrar informa para o Registry o nome do domíno sobre aquele TLD e os apontadores IP dos servidores de DNS. 39 Registro de um domínio Ter um domínio registrado significa "exismr" na internet, ou seja, um Registry (e somente um Registry) é capaz de responder a pergunta: "sim, eu sei quem é o domínio xyz.com, e o servidor DNS que contém informações detalhadas sobre esse domínio é o abc.com". Exemplificando, o registro.br, que é o registry de domínios terminados em.br sabe que os servidores de DNS do domínio adr.pro.br são: adr.pro.br adr.pro.br nameserver = ns7.zoneedit.com. nameserver = ns14.zoneedit.com. Authoritative answers can be found from: ns7.zoneedit.com internet address = 216.122.7.155 40 20

Processo de registro 41 Hierarquia do registro de nome 42 21

Relacionamento registry x registrar 43 Registro de nomes no.br No Brasil o REGISTRO.BR é o REGISTRY do domínio.br h{p://www.registro.br (No Brasil, o REGISTRY também atua como REGISTRAR) registro.br é coordenado pelo NIC.BR Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto br hmp://www.nic.br/ NIC É uma en=dade civil, sem fins lucra=vos, que desde dezembro de 2005 implementa as decisões e projetos do Comitê Gestor da Internet no Brasil (CGI.BR). O NIC.br é considerado o braço execumvo do CGI.br 44 22

Atribuições do NIC.BR (1) Manter os nomes de domínios que usam o <.br>, e a distribuição de números de Sistema Autônomo (ASN#) e endereços IPv4 e IPv6 no País, por meio do Registro.br; Realizar o tratamento e resposta a incidentes de segurança em computadores envolvendo redes conectadas à Internet no Brasil, atividades do CERT.br; Desenvolver projetos de suporte ou melhoria da infraestrutura de redes no País: Interconexão direta entre redes (PTT.br); Distribuição da Hora Legal brasileira (NTP.br) Estes Projetos estão a cargo do CEPTRO.br. 45 Atribuições do NIC.BR (2) Produzir e divulgar indicadores, estatísticas e informações estratégicas sobre o desenvolvimento da Internet no Brasil, sob responsabilidade do CETIC.br; Promover estudos e recomendar procedimentos, normas e padrões técnicos e operacionais, para a segurança das redes e serviços de Internet (pelo GTER e GTS). Dar suporte técnico e operacional ao LACNIC - Registro de Endereços da Internet para a América Latina e Caribe. Hospedar o escritório brasileiro do W3C, que tem como principal atribuição desenvolver padrões para Web. 46 23

Composição do nic.br Registro.br - Registro de domínios no cctld ".br. CERT.br - Centro de Estudos, Resposta e Tratamento de Incidente de Segurança no Brasil. CETIC.br - Centro de Estudos sobre as Tecnologias da Informação e da Comunicação. CEPTRO.br - Centro de Estudos e e Pesquisas em Tecnologia de Redes e Operações. W3C Brasil - Escritório brasileiro do W3C (World Wide Web Consor5um). 47 CGI.br NIC.BR é definido pelo CGI.br Comitê Gestor da Internet no Brasil. Entre as diversas atribuições do CGI.br destacam- se: A coordenação da atribuição de endereços internet (IPs) e do registro de nomes de domínios usando <.br>; O estabelecimento de diretrizes estratégicas relacionadas ao uso e desenvolvimento da internet no Brasil; A coleta, organização e disseminação de informações sobre os serviços internet, incluindo indicadores e esta smcas. 48 24

Organograma CGI.br e nic.br h{p://www.nic.br/sobre- nic/nicbr.htm 49 Composição do cgi.br h{p://www.cgi.br/sobre- cg/definicao.htm 50 25

Funcionamento do DNS Questões técnicas e tecnológicas a respeito da operação do DNS 51 Como ocorre uma resolução de nome (1) Quem é www.acme.com.br? (qual o IP de www.acme.com.br?) 52 26

Como ocorre uma resolução de nome (2) Root server Registry para.net Autorita=vo para Domínio Unixwiz.net 53 Algumas definições: Bind, resolver e named Na maioria das vezes o serviço DNS é implementado através do so ware BIND (apesar de exismrem alternamvas em outros sistemas) BIND : Berkeley Internet Name Domain O BIND é um sistema cliente- servidor. O lado cliente do BIND à chama- se resolver. resolver à envia perguntas relamvas a informações conmdas no DNS a servidores de nomes (nameservers). O servidor DNS responde à estas perguntas. O lado servidor do DNS à chama- se named. 54 27

Domínio Parte da hierarquia de um domínios é idenmficada por um nome de domínio ou domain name. Um domínio sempre está relacionado como uma zona e os termos podem ser usados de forma equivalente. Os nomes de domínio são escritos a parmr do nome mais específico (ou seja, o nome do host) até o menos específico (o top- level domain), com cada uma das partes do domínio separada por um ponto. O root domain é idenmficado por um único ponto. 55 Zona O termo zona (zone) refere- se a informações conmdas em um arquivo do banco de dados do DNS. Tecnicamente a zona é o conjunto de informações que descreve um domínio. As configurações de zona estão associadas às definições do domínio. Alguns dos arquivos de configuração de DNS são chamados de arquivos de zona (zone files). 56 28

FQDN FQDN à Fully Qualified Domain Name Começa com um nome de host específico, e termina com um top- level domain Por exemplo: firewall.sjrp.unesp.br é o FQDN de um host chamado firewall dentro do sub- domínio sjrp, do domínio unesp.br. Um domínio pode delegar subdomínios a outras partes da organização à delega5on 57 Delegation e subdomain 58 29

Delegation e subdomain 59 CaracterísMcas do sistema de nomes Funcionamento do bind server 60 30

Características do bind O so ware BIND pode ser configurado de diversas maneiras. Os conceitos para as configurações mais comuns são apresentadas a seguir. É muito importante estar familiarizado com a nomenclatura e os termos umlizados. 61 Servidor primário ou master Servidor primário ou servidor MASTER à é a fonte oficial de todas as informações a respeito de um domínio específico. É o que deve manter todas as informações atualizadas sobre o domínio. Ele carrega as informações a respeito do domínio a parmr de arquivos locais (arquivos de zona e outros) manmdos pelo administrador do domínio. O servidor primário é o servidor mestre devido ao fato de que pode responder a qualquer pergunta sobre seu domínio com total autoridade à por isso é chamado de authorita?ve server. Importante à Só pode exis=r APENAS UM servidor primário (master) para cada domínio! 62 31

Servidores secundários (1) Servidores secundários (ou escravos slave ): São aqueles que transferem (copiam) um conjunto completo de informações a par=r do servidor primário. Servidores secundários NÃO possuem arquivos de zona próprios. Os arquivos descrevendo as zonas à são transferidos do servidor primário, e armazenados no servidor secundário como arquivos locais. Esta transferência chama- se zone transfer. 63 Servidores secundários (2) Os servidores secundários (ou slaves) também são frequentemente conhecidos como backup servers. Mantém uma cópia backup dos arquivos do servidor primário. O servidor secundário mantém uma cópia completa de todas as informações a respeito do domínio, e também responde a perguntas com autoridade. Consequentemente, um servidor secundário também é considerado autorita=vo para um domínio. Os servidores primário e secundários são apontados na configuração de DNS da zona pai acima do domínio. 64 32

Servidores secundários (3) Server secundário à deve responder sempre. Para quem está de fora da organização não é possível dis=nguir um servidor primário de um secundário, pois ambos respondem com autoridade pelo domínio. É usado para manter o sistema de resolução de nomes de um domínio em funcionamento no caso de uma falha ou sobrecarga do servidor primário. (Existem temporizadores e caches que serão discumdos mais adiante.) DEVE exismr mais de um servidor secundário para cada domínio. 65 Delegação na zona pai DNS em example.com é a zona pai deve conter os apontadores para os servidores primário e secundários de at.example.com e de.example.com (zonas filhas de example.com) 66 33

Redundância do secundário Os RFCs recomendam que, para cada domínio, exista pelo menos um servidor secundário fora da rede física onde reside o servidor primário do domínio ou zona. Por redundância, visando evitar a paralisação total de um domínio inteiro, no caso de uma falha no segmento de rede onde reside o servidor primário. (Como já mencionado existem temporizadores de TTL e caches que serão discutidos mais adiante na configuração da zona). 67 Relação primário e secundário Transferência automática da zona 68 34

Últimas definições: servidores recursivos Servidores recursivos ou Caching-only: São servidores que rodam o programa named, mas não são fontes oficiais de informação a respeito de domínios. Servem como intermediários para uma rede local ou um ISP. Fazem as perguntas recursivas Estes servidores obtém a resposta a todas as perguntas que lhe são direcionadas a partir de algum servidor remoto, primário ou secundário, ou eventualmente de outro cache (depende de como a estrutura da rede está organizada). 69 Últimas definições: Client only Client only à são apenas clientes de DNS, e não mantém processos servidores. É o caso da maioria das máquinas de um domínio. Ou seja, a maioria das máquinas utiliza a resolução de nomes dos servidores. Entretanto, como já mencionado: opcionalmente, em algumas situações, um client only pode rodar um servidor recursivo para responder a consultas para ele mesmo, fazendo consultas recursivas a partir dos root server. Exemplo: DJBDNS - http://cr.yp.to/djbdns.html Útil quando você não deseja confiar no servidor recursivo provisionado automaticamente para você pelo DHCP. 70 35

Resumo DNS Parte 1 Até aqui vimos: Funcionamento do DNS. Governança de DNS e Internet. Funcionamento do sistema de nomes. Operação do DNS. 71 36