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Sistemas de Nombres de Dominio DNS. Materia: Técnicas de Programación en Internet. Alumna: Claudia Mariana Coto Huezo.
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Soledad Río Saavedra
1 Universidad Nacional de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Departamento de Ingeniería Sistemas de Nombres de Dominio DNS Materia: Técnicas de Programación en Internet Alumna: Claudia Mariana Coto Huezo Santa Ana, 15 de Septiembre de 2004.
2 Introducción La red Internet fue creada en los años 60 por el Departamento de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada ("DARPA" Advanced Research Projects Agency) organismo dependiente del Departamento de Defensa del Gobierno de los Estados Unidos. Esta primera red es conocida generalmente por el nombre de ARPANET. Con posterioridad, durante las décadas de los 70 y los 80, se crearon otras redes de ordenadores con fines educativos, de investigación... etc. La interconexión entre todas estas redes dio lugar a una "Red de Redes" que es lo que hoy día se conoce como "Internet". Así pues, Internet nació como una red de comunicaciones que enlazaba diversas agencias militares, educativas y del gobierno de los Estados Unidos y se financió enteramente con fondos públicos de ese gobierno. Los nombres de dominio son una forma sencilla de recordar los nombres de los ordenadores en Internet. Asocian a los números que constituyen las Direcciones IP un nombre o cadena alfanumérica que permite los direccionamientos, localizaciones y encaminamiento de las comunicaciones en Internet. El Sistema de Nombres de Dominio (DNS "Domain Name System) traduce estos nombres de dominio a los números IP precisos para transmitir la información a través de la red. Todos los ordenadores que utilizan el protocolo IP tienen al menos una dirección IP, que debe ser única dentro de la red a la que pertenecen.. A cada dirección IP se le puede asignar un nombre, que debe ser único. El mecanismo para obtener la dirección IP a partir del nombre se le llama "resolución del nombre". Además a cada dirección IP se le puede asignar otros nombres, conocidos como alias. El sistema más sencillo para resolver los nombres dentro del protocolo TCP/IP es el archivo HOST. Este archivo contiene entradas del tipo dirección IP y nombre, que permiten resolver el nombre de un servidor. Si la red es pequeña es fácil distribuir el fichero de HOST entre los servidores. Este método suele ser soportado por la mayoría de las pilas TCP/IP disponibles, aunque el mecanismo de resolución de nombres preferido para las redes grandes como Internet es el DNS.
3 La Autoridad de Números Asignados de Internet (Internet Assigned Numbers Authority, IANA) es la autoridad superior para las direcciones IP, los nombres de dominio, y otros muchos parámetros usados en Internet. La responsabilidad día a día de la asignación de direcciones IP, Números de Sistemas Autónomos y la mayoría de los Nombres de Dominio de nivel superior y segundo la tiene el Registro de Internet (Internet Registry, IR) y los registros regionales. En la década de los 70, la red Arpanet, antecesora de Internet, estaba formada por un número pequeño de servidores. En un sencillo archivo HOST.TXT figuraban los pocos centenares de servidores que la componían. Para realizar cambios en este fichero, los administradores de los diferentes servidores enviaban las modificaciones por correo electrónico y recibían el nuevo fichero HOST.TXT actualizado por FTP. El organismo encargado de mantener el fichero era SRINIC. Con el crecimiento de Arpanet la capacidad de NIC para mantener el fichero original se vió desbordada. Además apareció el problema de servidores con nombre duplicado. En 1984 se creó el sistema de nombres de dominio DNS (Domain Name System), documentado en las RFC 882 y 883. Estructura del DNS La estructura de la base de datos del DNS posee una forma jerárquica similar al sistema de ficheros de Linux. Esta es una especie de árbol invertido donde cada nodo representa un segmento o dominio (un directorio en el file system de Linux). Los nodos a su vez pueden poseer varios subnodos hijos que constituyen subdominios en el DNS (subdirectorios en el file system de Linux). Por último, los nodos que no poseen hijos pueden verse como los nombres de los hosts que pertenecen al dominio definido por el nodo padre (son los ficheros en el file system de Linux). Cada nodo se identifica utilizando una etiqueta cuyo tamaño no debe exceder los 63 caracteres. El nodo raíz tiene una etiqueta vacía (longitud cero). Para indicar el nombre completamente cualificado de un host en el DNS se utilizan todos las etiquetas de los nodos desde este hacia la raíz según la jerarquía. Las etiquetas se separan utilizando el caracter ``.'' y se ordenan de abajo hacia arriba a diferencia de los caminos absolutos en el sistema de ficheros de Linux.
4 Figura: Semejanzas entre la estructura del DNS y el sistema de ficheros de Linux Un dominio es simplemente un subárbol del espacio de nombres. El nombre de un dominio es el nombre del nodo raíz correspondiente. Un dominio agrupa un conjunto de hosts y/o subdominios que se relacionan de acuerdo a cierto criterio, ya sea geográfico u organizacional. En el DNS cada dominio es administrado por una organización o empresa determinada. Esta puede decidir dividir el o los dominios que administra en subdominios, así como asignar la administración de estos a otras entidades. Cada dominio puede contener tanto subdominios como hosts independientes, al igual que un directorio posee subdirectorios y ficheros a la vez. El DNS en la actualidad sigue ciertos patrones en cuanto a su organización. Esta se basa en niveles de acuerdo a la posición del dominio. El nivel superior o primer nivel lo forman aquellos dominios descendientes del dominio raíz. El sistema DNS Para automatizar el proceso y hacerlo transparente para el usuario, en 1984 se estableció un servicio de traducción de nombres a números (y a la inversa), por el procedimiento de incluir en algunos ordenadores del sistema, unas tablas que permitieran saber que altavista.digital.com equivale a Los ordenadores que contienen estas tablas se llaman Servidores de Nombre, abreviadamente NS ("Name Servers"); además de las mencionadas tablas disponen de un software capaz de responder a las peticiones de información. De esta forma, aunque las máquinas usan las direcciones numéricas el usuario
5 puede utilizar directamente los nombres de dominio. Sin embargo el sistema DNS tiene una finalidad adicional a la mera traducción de nombres a números y viceversa, y es que derivado al crecimiento desmesurado de Internet servidor de nombres no podía almacenar la tabla completa con la dirección/nombre de todos los ordenadores de la red (y menos mantenerla actualizada), por lo que se estableció una estructura jerárquica para los NS de forma que en la cúspide están los servidores de nombres raíz ("Root-Nameservers") que administran los dominios de primer nivel. Estos contienen las direcciones de otros servidores que administran los diferentes dominios de segundo nivel y así sucesivamente. Al sistema que resultó de todo esto se le denomina Servicio de Nombres de Dominio DNS ("Domain Name Service"), es el "servicio" encargado de transformar nombres, en cifras.la primera forma que se utilizó para convertir nombres a números IP y viceversa fue a través de un fichero nombrado HOSTS.TXT el cual debería estar distribuido en todos las máquinas que necesitaban el servicio. Este simplemente contenía una tabla que expresaba la correpondencia entre un número IP y uno o varios nombres. Ejemplo: deltha gloin odin tera nero neron En la medida que las redes fueron creciendo e interconectándose entre sí esta forma generaba demasiados inconvenientes pues era muy difícil de mantener, además de que las contínuas actualizaciones generaban mucho tráfico, en su mayor parte innecesario, y se dificultaba el mantener la consistencia. Actualmente el fichero HOSTS.TXT se conoce como /etc/hosts en los ambientes Unix y se continua utilizando como una forma básica de resolución de nombres. Posteriormente a esta forma primaria de resolver los nombres en la red, se creó y perfeccionó lo que se conoce actualmente como Sistema de Nombres de Dominio, que en esencia es una base de datos distribuida, gracias a lo cual permite la administración y control local de los fragmentos en que se divide. Funciona a través del esquema cliente-servidor y está diseñado de forma eficiente para lograr un buen rendimiento, además de permitir la
6 replicación y el caché. Un servidor de nombres es la máquina que ejecuta el programa que implementa la parte servidora del esquema. Este se encarga de almacenar la información asociada al segmento de la base de datos que controla, y de mantenerla accesible a los clientes, que se conocen como resolvers. Un resolver es una subrutina que genera consultas y las envía a través de la red hacia el servidor de nombres correspondiente. DNS está diseñado como un sistema de base de datos distribuido y ofrece información para convertir nombres de dominio en sus direcciones IP correspondientes. Este método de convertir nombres en direcciones IP se denomina resolución de nombres. En general, cada organización ejecuta sus propios servidores DNS y mantiene los registros de la base de datos de asignación de nombres, o registros de recursos, para su dominio. Cuando se realiza una solicitud de resolución de nombres, un servidor DNS comprueba primero si en sus propios registros existe la dirección IP correspondiente. Si no tiene la respuesta, pedirá la información a otros servidores DNS. El Espacio de Nombres Para los nombres se creó una estructura jerárquica denominada espacio de nombres ("Namespace") y ciertas reglas. Los nombres de dominio pueden estar formados por dos o más palabras separadas por puntos. Hay que tener especial cuidado con la distinción entre mayúsculas y minúsculas, dado que se consideran letras distintas y, por tanto, direcciones distintas, así como con la no presencia de espacios en blanco dentro de la dirección. Las distintas partes que forman el dominio reciben el nombre de subdominios. El subdominio más a la derecha es el de carácter más general, denominándose dominio de nivel alto. Las estructuras de nombres dentro de los diversos países muestran grandes diferencias. En cualquier caso la responsabilidad de la administración de nombres de cada terminación es del administrador de cada país. En algunos prácticamente no existe estructura bajo la terminación genérica del país, en cambio en otros, existen clasificaciones genéricas de segundo nivel, con otras terminaciones (por ejemplo:.ac,.co,.go,.re, etc.), en otros existe una organización de segundo nivel basada en geografía política. Finalmente, en
7 otros países, los usuarios están directamente bajo el primer nivel (caso de España), donde todas las terminaciones son del tipo xxxxx.es sin más estructura. Resolución de nombres Los clientes DNS utilizan bibliotecas llamadas solucionadores (resolvers) que efectúan las consultas DNS a los servidores en nombre del cliente. Los servidores de nombres son los expertos en obtener información del espacio de nombres de dominio. Es decir, no solamente responden los datos referentes a las zonas sobre los que tienen autoridad, sino que pueden también buscar información a través del espacio de nombres de dominio para encontrar datos sobre los que no son autoritarios. A este proceso se le denomina resolución de nombres. Por ese motivo, existen servidores de nombres que no mantienen información sobre ninguna zona, y únicamente sirven para responder consultas de los clientes (resolvers) sobre cualquier dominio. Este tipo de servidores DNS se denomina cache only. Ya que el espacio de nombres está estructurado como un árbol invertido, un servidor de nombres necesita únicamente los nombres de dominio y las direcciones de los servidores de nombres raíz para encontrar cualquier punto en el árbol. Los servidores raíz conocen dónde se encuentran los servidores de nombres con autoridad para los dominios de primer nivel. De hecho, la mayoría de servidores raíz son autoritarios para los dominios de primer nivel genéricos. Cuando se solicita una consulta a cualquier nombre de dominio, los servidores raíz pueden al menos proporcionar los nombres y direcciones de los servidores de nombres autoritarios para el dominio de primer nivel al que pertenece el nombre de dominio buscado. Y los servidores de nombres de primer nivel pueden proporcionar la lista de servidores de nombres autoritarios para el dominio de segundo nivel al que pertenece el nombre de dominio buscado. De esta forma, cada servidor de nombres consultado va proporcionando la información más próxima a la respuesta buscada, o proporciona la propia respuesta. Como conclusión hay que resaltar la importancia que tienen los servidores de nombres raíz en el proceso de resolución. Por esta razón, el sistema de nombres de dominio proporciona mecanismos de caché para ayudar a reducir la carga que
8 supondría el proceso de resolución sobre los servidores raíz. Si todos los servidores raíz de Internet fallaran por un largo período de tiempo, toda la resolución en Internet fallaría. Para protegerse, Internet posee 13 servidores de nombres raíz repartidos por diferentes partes de la Red. TLD S Para la estructura se adoptó en forma de árbol invertido, a cada rama le corresponde un nombre alfanumérico. Al nivel mas alto, la raíz, no se le ha dado ningun nombre especial. Debajo de este están los nombres de dominio de alto nivel, TLDs ("Top Level Domain Names"). En este nivel se establecieron en principio 8 dominios genéricos (una especie de apellidos) que englobarían los diversos dominios según un esquema que dependía del tipo de institución que utiliza el nombre. Los TLDs originales de ARPANET eran 4 a los que posteriormente se añadieron otros 4, son los siguientes:.com.edu.org.net.int.gov.mil.nato Empresas comerciales Educacional (Universidades y colegios). Organizaciones de fin no lucrativo. Redes de ordenadores independientes pero conectados a Internet Internacional. Gobierno (Organismos oficiales USA) Organismos militares USA Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN/NATO). Dominios geográficos: dominios de nivel alto que definen la localización geográfica. A continuación, algunos ejemplos
9 Dominios de Nivel Alto Geográficos DOMINIO SIGNIFICADO ar it jp br cu es eg lu fr hk in pr Argentina Italia Japón Brasil Cuba España Egipto Luxemburgo Francia Hong Kong India Puerto Rico
4 SEGURIDAD Y SERVICIOS UN PROVEEDOR DE SERVICIO DE INTERNET
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