Inidirizzi IP e Nomi di Dominio. Domain Name System. Spazio dei Nomi Piatto. Gestione dello Spazio dei Nomi

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1 I semestre 03/04 Inidirizzi IP e Nomi di Dominio Domain Name System Prof. Vincenzo Auletta Università degli studi di Salerno Laurea in Informatica 1 Indirizzo IP: stringa di 32 bit Facile da manipolare per un computer Difficile da ricordare per una persona Nome di dominio: stringa di caratteri Facile da ricordare per una persona difficile da manipolare per un computer E possibile associare nomi a indirizzi IP l associazione deve essere non ambigua e non necessariamente 1-a-1 serve un applicazione che effettui le conversioni Gestione dello Spazio dei Nomi Spazio dei Nomi Piatto 2 Si deve garantire che ogni nome mnenmonico identifichi univocamente un host si fissa una politica di gestione dello spazio dei nomi un autorità garantisce l applicazione della politica Due possibili soluzioni spazio dei nomi piatto (flat) spazio dei nomi gerarchico 3 Una lista di nomi senza una particolare struttura Una funzione associa ogni nome univocamente ad un indirizzo IP soluzione semplice ma con problemi Gestione centralizzata macchina1 macchina2 pippo router La tabella di conversione deve essere nota a tutti i computer della rete Difficile da gestire e da consultare quando la rete è grande

2 4 Spazio dei Nomi Gerarchico Lo spazio dei nomi viene diviso in zone dette domini per ogni dominio viene definita un autorità di dominio Consente la decentralizzazione della gestione della tabella l autorità centrale si occupa solo di coordinare le autorità di zona (dominio) ogni autorità di dominio è delegata a gestire l assegnazione dei nomi della sua zona ed effettuare le corrispondenze tra indirizzi e nomi ogni dominio può essere diviso in sottodomini affidati ad autorità di sottodominio le autorità di dominio sono autonome lo stesso nome può essere usato in domini diversi 5 Idea della Struttura Gerarchica Struttura di un azienda Direttore generale Vari reparti, ognuno con un capo reparto Il direttore generale ha piena responsabilità ma garantisce ad ogni reparto autonomia nomina un capo per ogni reparto il capo reparto ha la responsabilità del suo reparto e può prendere decisioni autonome le relazioni tra i reparti sono gestite dal direttore generale Struttura dei Nomi Gerarchici DNS 6 Un nome gerarchico è formato da vari campi, detti etichette le etichette sono separate da punti Ogni etichetta è assegnata da un autorità ed identifica una zona l autorità garantisce che nella sua zona quel nome è unico Es. dia.unisa.it it è unico a livello globale unisa è unico nel dominio it dia è unico nel dominio unisa.it 7 Il Domain Name System implementa uno spazio dei nomi gerarchici per le interreti TCP/IP utilizzato su Internet basato su un database distribuito Il DNS provvede a specificare la sintassi dei nomi e le regole per delegare l autorità sulle zone implementare il sistema di calcolo distribuito per convertire nomi in indirizzi e viceversa

3 8 Regole Sintattiche L intero spazio dei nomi è rappresentato come una zona senza nome Le etichette dei vari livelli gerarchici sono separate con un. Non c è differenza fra maiuscole e minuscole I livelli gerarchici sono ordinati da destra a sinistra il primo livello in genere è omesso 9 Esempio Il nome ustica.dia.unisa.it. identifica l indirizzo Il. rappresenta il livello più alto gestito dall ICANN it rappresenta tutti i domini italiani L autorità centrale delega dei responsabili per la gestione dei nomi sotto il dominio it unisa rappresenta i nomi per l università di Salerno l autorità di it delega dei responsabili per la gestione dei nomi sotto il dominio unisa.it dia rappresenta i nomi per il dipartimento di Informatica ed Applicazioni l autorità di unisa.it delega dei responsabili per la gestione dei nomi sotto il dominio dia.unisa.it ustica è il nome di un host fissato dall autorità di dia.unisa.it Struttura Gerarchica del DNS Domini Top Level Autorità centrale responsabile per la delegazione dei top-level L autorità centrale ha individuato un insieme di domini di primo livello individuati su base geografica o in base alla funzione 10 com edu org it mit Autorità locale responsabile per i nomi sotto il dominio unisa.it Autorità locale per il dominio dia.unisa.it dia unisa dmi virgilio Autorità italiana per i nomi sotto il dominio.it www 11 COM Organizzazioni commerciali EDU Istituzioni didattiche GOV Istituzioni statali (americane) MIL Gruppi militari (americani) NET Centri di supporto di Internet ORG Altre organizzazioni INT Organizzazioni internazionali IT,US,UK,DE,RU Codici di nazione (due lettere)

4 12 Nuovi Domini Top Level Recentemente sono stati introdotti nuovi domini di primo livello necessari per soddisfare esigenze commerciali e risolvere problemi di esaurimento dei nomi Nuovi domini BIZ attività commerciali INFO siti informativi COOP siti di cooperative AERO attività aerospaziali MUSEUM musei NAME siti personali EU codice dell Unione Europea 13 Struttura dei Top Level Domain Ogni dominio di primo livello è gestito secondo regole proprie cambiano le regole ed i costi di registrazione Alcuni domini geografici sono ripartiti secondo uno schema simile a quello di primo livello ac.uk università inglesi ac.il università israeliane co.uk organizzazioni commerciali inglesi Name Server Struttura Gerarchica dei Name Server 14 La risoluzione dei nomi è affidata ad un sistema distribuito I membri del sistema sono detti name server ogni applicazione deve contattare un name server per risolvere un nome Ogni autorità deve avere almeno un name server gestisce la risoluzione dei nomi per quel dominio un autorità è totalmente responsabile del funzionamento dei suoi name server 15 I name server possono essere classificati secondo l albero dei domini due name server collegati nell albero si conoscono e si scambiano informazioni i name server collegati possono comunicare in vari modi possono risiedere sullo stesso host o essere collegati tramite un interrete le relazioni nell albero sono logiche e non fisiche I name server associati alla radice dell albero sono detti root name server per ogni nome conoscono un name server in grado di convertire quel nome

5 Root Name Server Zone di Autorità 16 elenco dei root name servers ottenuto con il comando dig. 4d18h27m25s IN NS I.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS E.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS D.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS A.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS H.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS C.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS G.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS F.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS B.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS J.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS K.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS L.ROOT-SERVERS.NET.. 4d18h27m25s IN NS M.ROOT-SERVERS.NET. 17 Il sottoalbero di domini gestito da un name server costituisce la sua zona di autorità per ottenere una zona di autorità un organizzazione deve soddisfare alcuni vincoli fissati dall autorità centrale supportare tutti i protocolli standard per le interrogazioni e le risposte dal DNS conoscere almeno un root name server conoscere un name server per ciascuno dei suoi sottodomini avere almeno due name server attivi che non hanno punti di guasto comuni un name server primario ed uno di backup 18 Name Server per.it e.unisa.it it. 1D IN NS nameserver.cnr.it. it. 1D IN NS server2.infn.it. it. 1D IN NS ns2.psi.net. it. 1D IN NS dns2.iunet.it. it. 1D IN NS dns2.it.net. it. 1D IN NS ns.ripe.net. it. 1D IN NS dns.nic.it. it. 1D IN NS ns.eu.net. unisa.it. 2D IN NS capri.dia.unisa.it. unisa.it. 2D IN NS server2.garr.net. unisa.it. 2D IN NS ns.unisa.it. ;; ADDITIONAL SECTION: capri.dia.unisa.it. 2D IN A server2.garr.net. 1h30m26s IN A ns.unisa.it. 2D IN A Tipi di Nomi Il DNS consente di incorporare nello stesso sistema diverse gerarchie di nomi Ad ogni elemento denominato memorizzato nel sistema è associato un tipo Host Casella postale Un utente Quando si interroga il DNS si deve specificare che tipo di informazione si sta cercando e la famiglia di protocolli da utilizzare Per default si assume che si stanno cercano i nomi degli host e che si usano i protocolli TCP/IP

6 20 Risoluzione di un Nome la comunicazione con il name server è gestita dal resolver il resolver fa parte dell applicazione ed è invocato prima di contattare il livello di trasporto TCP e UDP non hanno nessuna relazione con i nomi di dominio Es. un utente su A lancia il comando ftp B A richiede al name server su S l indirizzo di B S risponde con l indirizzo A invia un messaggio FTP name server S server FTP A all indirizzo di B client FTP 21 B Individuazione del Name Server Non esiste per gli host un metodo standard per individuare un name server sulla rete locale in genere il nome del name server è memorizzato in un file di configurazione oppure prelevato da un server DHCP il name server si trova sulla porta 53 (sia UDP che TCP) In ambiente Linux gli indirizzi dei name server sono memorizzati in /etc/resolv.conf specifica fino a 3 name server in ordine di preferenza specifica una lista di suffissi per il completamento degli indirizzi Es. nameserver domain dia.unisa.it Completamento degli Indirizzi Modalità di Risoluzione 22 Il name server accetta solo richieste per nomi completamente qualificati specificano le etichette di tutti i livelli a partire dal root level Il resolver permette all utente di specificare nomi parziali prova ad estenderli per ottenere nomi completamente qualificati aggiunge al nome i suffissi specificati nel file di configurazione Es. ftp udsab ftp udsab.dia.unisa.it. 23 Il name server può utilizzare due diverse modalità per rispondere ad una interrogazione modalità ricorsiva: se non conosce la risposta interroga altri name server e poi passa la risposta al client usata dai name server locali modalità iterativa: se non conosce la risposta passa al client l indirizzo di un altro name server usata dai name server di livello superiore Il client sceglie la modalità di risposta setta un flag nel messaggio di richiesta

7 Funzionamento del DNS Esempio di Risoluzione 24 L applicazione interroga il name server locale se il nome appartiene alla sua zona di autorità il name server locale risponde direttamente il name server locale interroga un root name server ottiene in risposta il nome di un name server che ha l autorità sul dominio di primo livello del nome richiesto il name server locale interroga il name server di primo livello ottiene in risposta il nome di un name server di secondo livello ricorsivamente fino alla risoluzione del nome 25 Name server locale Resolver Name server per. Name server per it Name server per unisa.it Name server per dia.unisa.it. fr it unisa libero dia dmi 26 Cache Ogni name server mantiene in una cache tutte le corrispondenze tra nomi e indirizzi di cui viene a conoscenza nell esempio il name server locale mette in cache i name server di it, unisa.it e dia.unisa.it una richiesta per viene risolta direttamente dal name server locale ogni corrispondenza viene mantenuta nella cache per un periodo fissato il tempo di validità è fissato dal name server che ha l autorità su quel nome nel messaggio inviato agli altri name server per default il timeout è 2 giorni 27 Formato dei Messaggi IDENTIFICATION NUMBER OF QUESTIONS NUMBER OF AUTHORITIES QUESTION SECTION ANSWER SECTION PARAMETER NUMBER OF ANSWERS NUMBER OF ADDITIONAL AUTHORITY SECTION ADDITIONAL INFORMATION SECTION ogni messaggio consente di specificare più richieste e risposte 3 1

8 28 Parametri IDENTIFICATION: consente di far corrispondere le risposte alle richieste PARAMETER: contiene vari flag per specificare il tipo di operazione richiesta richiesta/risposta corrispondenza indirizzo/nome o viceversa messaggio troncato risposta proveniente dalla autorità o indiretta modalità ricorsiva disponibile modalità ricorsiva richiesta gli altri campi specificano quanti record sono contenuti nelle quattro sezioni del messaggio 29 Formato della Question Section QUERY TYPE QUERY DOMAIN NAME QUERY CLASS QUERY DOMAIN NAME: contiene il nome da risolvere, rappresentato come sequenza di caratteri di lunghezza variabile Es. dia.unisa.it 3 d i a 5 u n i s a 2 i t 0 QUERY TYPE: specifica il tipo di informazione richiesta QUERY CLASS: specifica la classe di indirizzi 3 1 Formato della Answer Section Tipi degli Oggetti TYPE RESOURCE DOMAIN NAME TIME TO LIVE RESOURCE DATA LENGTH RESOURCE DATA CLASS primi tre campi uguali alla question section TIME TO LIVE: tempo di validità della risposta RESOURCE DATA: contiene la risposta del name server formata da vari record di risorse stesso formato per le altre due sezioni Il DNS può essere utilizzato per implementare un qualsiasi spazio gerarchico dei nomi Può implementare corrispondenze arbitrarie es. corrispondenze tra nomi e indirizzi IP e tra nomi e caselle di posta Il tipo di un oggetto definisce il tipo di corrispondenza a cui si riferisce esistono circa 20 tipi di oggetti e ne vengono introdotti continuamente di nuovi

9 Principali Tipi Esempio di Utilizzo dei Tipi 32 A PTR CNAME MX HINFO MINFO NS SOA indirizzo di un host puntatore nome canonico mail exchanger CPU e SO mailbox info name server start of authority indirizzo IP nome di un dominio nome principale di un dominio nome dell host che agisce come mail exchanger per il dominio nome della CPU e del sistema operativo informazioni su una mailbox nome del name server che ha l autorità sul dominio specifica la zona di l autorità 33 Richiesta di tipo A per ustica.dia.unisa.it (indirizzo IP associato al nome) Richiesta di tipo PTR per udsab.dia.unisa.it (nome associato all indirizzo) Richiesta di tipo MX per ustica.dia.unisa.it udsab.dia.unisa.it (mail exchanger per dia.unisa.it) Richiesta di tipo NS per ustica.dia.unisa.it capri.dia.unisa.it (name server che ha l autorità su dia.unisa.it) Richiesta di tipo SOA per capri.dia.unisa.it dia.unisa.it (zona di autorità di capri.dia.unisa.it) Formato Compresso dei Nomi Interrogazioni Inverse 34 I messaggi di risposta del name server contengono anche la query originaria i messaggi non possono essere più lunghi di 512 byte la risposta è troncata e il flag corrispondente è settato Per risparmiare spazio i nomi sono compressi la prima occorrenza è scritta normalmente le occorrenze successive sono sostituite da un puntatore alla prima occorrenza l indirizzo del puntatore è scritto nel byte precedente il nome al posto della dimensione dell etichetta (6 bit meno significativi) il puntatore ha i primi due bit a 1 35 Utilizzata per recuperare il nome associato ad un indirizzo IP utilizzata da alcuni server per verificare la correttezza delle informazioni ottenute dal client Implementata come la ricerca di un nome tutti gli indirizzi IP sono rappresentati come nomi nel dominio in-addr.arpa Es in-addr.arpa I root name server mantengono un database di tutti gli indirizzi IP validi e dei name server che li possono risolvere

10 Interazione con il DNS 1 Interazione con il DNS 2 36 Esistono diverse applicazioni che consentono di interagire con il DNS sotto Linux: nslookup (obsoleto), host, dig nslookup udsab Server: capri.dia.unisa.it Address: Name: udsab.dia.unisa.it Address: host udsab udsab.dia.unisa.it has address udsab.dia.unisa.it mail is handled (pri=10) by capri.dia.unisa.it 37 host -a udsab Trying domain "dia.unisa.it" The following answer is not verified as authentic by the server: udsab.dia.unisa.it IN MX 10 capri.dia.unisa.it udsab.dia.unisa.it IN HINFO DEC Alpha 4000/720 OSF_1V.3.2 udsab.dia.unisa.it IN A For authoritative answers, see: dia.unisa.it IN NS capri.dia.unisa.it dia.unisa.it IN NS odissea.dia.unisa.it dia.unisa.it IN NS server2.garr.net dia.unisa.it IN NS ns.unisa.it Additional information: capri.dia.unisa.it IN A odissea.dia.unisa.it 1200 IN A server2.garr.net IN A ns.unisa.it IN A

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