Indirizzamento e DNS (Domain Name System)

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1 Corso di Fondamenti di Telematica AA Indirizzamento e DNS (Domain Name System) Copyright Università degli Studi di Firenze - Disponibile per usi didattici Vedere i termini di uso in appendice ed a: 1

2 Nomi e Indirizzi Distinzione tra Indirizzo e Nome Nome: un nome identifica cosa è un oggetto identificatore che consiste di una sequenza di caratteri scelti da un alfabeto finito Indirizzo: identifica dove tale oggetto è situato. Formato indirizzo IP scelto per garantire l'efficienza dell'instradamento Persone: molti identificatori (nomi, codice fiscale, ecc.) 2

3 DNS: Domain Name System Host di Internet - Indirizzi IP (32 bit)- usato per instradare i datagrammi (livello di rete) - Nome significativo di alto livello (alfanumerico) (livello applicativo) Q: Come associare indirizzo IP e nome? 3

4 La caccia al processo Ogni processo di livello applicativo ha necessità di individuare il processo omologo con il quale vuole comunicare Il processo omologo risiede su una particolare macchina, anch'essa da individuare (e usa lo stesso protocollo!!!) Q: date queste due informazioni è possibile aprire "la caccia? E a chi spetta imbracciare il fucile? 4

5 La caccia al processo Ogni processo di livello applicativo ha necessità di individuare il processo omologo con il quale vuole comunicare Il processo omologo risiede su una particolare macchina, anch'essa da individuare (e usa lo stesso protocollo!!!) Q: date queste due informazioni è possibile aprire "la caccia? 5

6 Il cacciatore Nella suite TCP/IP il cacciatore si chiama DNS Il DNS e' posizionato nel livello applicativo: - gira su sistemi terminali, adotta il paradigma clientserver - si affida al sottostante protocollo di trasporto puntopunto per trasferire messaggi tra sistemi terminali N.B.1. Non interagisce direttamente con gli utenti N.B.2. Filosofia di Internet: complessità alle estremità della rete (confronto con reti di tlc) 6

7 Domain Name System HTTP e DNS devono comunicare: come? Come funziona il DNS? Quali funzionalità offre? HTTP TRASPORTO DNS Esempio Utente richiede l'url RETE Il browser ricava il nome dell'host e lo passa al lato client applicazione DNS -stesso host! Client DNS invia Query a un server DNS (attraverso TSAP) Riceve una risposta (indirizzo IP) Il client può dare inizio alla connessione TCP verso il processo server HTTP con quell'indirizzo IP 7

8 Servizi DNS Traduzione di nomi di alto livello (hostname) in indirizzi IP Host aliasing: Un host puà avere più nomi (name canonico+sinonimi) Traduzione in nome canonico/indirizzo IP Mail server aliasing: Ci possono essere hostname identici per mail server e web server Distribuzione locale Distribuzione carico tra server replicati 8

9 Struttura di Internet Poichè Internet è una rete di proporzioni enormi, ci sono i seguenti problemi: Identificazione delle macchine. Instradamento dei pacchetti. Sistema complesso: Approccio Stratificato 9

10 Nomi (identificativi) In Internet esistono più livelli di identificazione di un indirizzo Indirizzo MAC (quello della scheda di rete) Indirizzo di rete (IP Address) es: Indirizzo di trasporto (coppia [IP address, porta]) Indirizzo alfanumerico (name) es: medialab.det.unifi.it 10

11 Nomi (identificativi) - 2 L indirizzo della scheda è prefissato (anche se non sempre) L indirizzo IP è assegnato dal gestore della rete in base al tipo di rete a cui si appartiene (classe di sottorete) La porta è scelta dal livello applicativo con appropriate regole L indirizzo alfanumerico è libero (basta che sia mappato in un NameServer) 11

12 Struttura dei nomi -I Struttura flat (piatta): sequenza di atatteri senza alcuna ulteriore struttura adatta a reti con pochi elaboratori lookup veloce 12

13 Struttura dei nomi -II Struttura gerarchica Decentralizzazione del meccanismo di denominazione: Delega dell'autorità per le varie parti dello spazio dei nomi Distribuzione responsabilità della conversione tra nomi e indirizzi Requisiti per la partizione dello spazio dei nomi: Conversione efficiente Controllo decentralizzato dell'assegnazione dei nomi 13

14 Struttura dei nomi -III Struttura gerarchica Vantaggi/svantaggi minore velocità maggiore flessibilità riconfigurazione più veloce possibilità di aggiornamenti decentrati Paragone: Struttura di organizzazioni Delega dell'autorità Autonomia operazioni (ad es. flusso di informazioni trasversale alla gerarchia) 14

15 Struttura dei nomi - IV Gli indirizzi IP sono interi a 32 bit. Vengono rappresentati con la Decimal Dotted Notation che divide l indirizzo IP in 4 ottetti, ovvero 4 numeri, come ad esempio Kurose: l'indirizzo IP è strutturato in una gerarchia a due soli livelli. Gli indirizzi alfanumerici sono del tipo medialab.det.unifi.it. Essi sono logici e gerarchici e NON indicano in assoluto la locazione geografica di un host. Essi vengono convertiti dai Domain Name Servers in un indirizzo IP, eventualmente usando un sistema ricorsivo di ricerca. 15

16 Strutt. di un nome alfanumerico mmedia5 det.unifi.it NOTA: mmedia5.det.unifi.it nome locale della macchina [etichetta più specifica] nome del dominio [.it è l'etichetta meno specifica] la parte dominio può essere ulteriormente suddivisa creando così una struttura logica gerarchica. 16

17 Strutt. di un nome alfanum. II stanza.ufficio.dipartimento Lo spazio dei nomi è ripartito al massimo livello ex. azienda: ripartire in base ai dipartimenti Si delega l'autorità per ogni divisione ai sotto livelli Spesso la sintassi dei nomi rispecchi la delega gerarchica dell'autorità 17

18 Particolarità dei nomi I numeri IP ricalcano abbastanza fedelmente la topologia di una rete. I nomi alfanumerici non è detto che ricalchino la topologia della rete. Di solito è così, ma non è una regola generale. 18

19 Molteplicità dei nomi Un host può avere più schede di rete, ciascuna avrà un solo indirizzo MAC. Ciascuna scheda di rete avrà almeno un indirizzo IP. Ogni interfaccia di rete ha un solo indirizzo IP Un host può avere più nomi alfanumerici. Un nome alfanumerico può corrispondere a più host 19

20 Nomi di dominio In Internet i nomi gerarchici delle macchine sono assegnati in base alla struttura delle organizzazioni che ottengono l'autorità per porzioni dello spazio dei nomi (non necessariamente in base alla struttura delle interconnessioni fisiche) Nomi di dominio: sequenza di sottonomi (label) separati da un carattere delimitatore. ing.unifi.it Dominio di minimo livello: ing Dominio di secondo livello: unifi Dominio di livello maggiore: it 20

21 Esempi di domini di massimo livello Internet Assigned Number Authority: IANA com edu mil gov net org Organizzazioni commerciali Istituti di istruzione (università, scuole) Gruppi militari Istituzioni governative (USA) Principali centri di supporto alla rete Organizzazioni diverse dalle precedenti Codice geogr. Schema geografico per nazioni (ir, uk, us, fr, etc.) 21

22 Gerarchia dei nomi di dominio radice.gov.mil.com.it.unifi.virgilio 22

23 DNS: Domain Name System Domain Name System: Database distribuito implementato in una gerarchia di più name servers Protocollo dello strato applicazione per la risoluzione dei nomi alfanumerici in indirizzi IP nota: una funzione fondamentale di Internet è implementata come protocollo dello strato applicazione una parte della complessità della rete è gestita alle estremità della rete stessa 23

24 DNS name servers Perchè non centralizzare il DNS? Unico punto di guasto Grande volume di traffico Potrebbe essere distante Problema di manutenzione soluzione non scalabile! 24

25 Name Servers Name servers: programma che gestisce la conversione da nome di dominio a indirizzo IP Struttura gerarchica Server di radice Server per.gov Server per.mil Server per.com Server per.it Nota: spesso i DNS sono accorpati e duplicati (sicurezza); inoltre per diminuire il traffico di rete ed il carico dei DNS ogni DNS usa una cache per le ultime richieste espletate. Server per.unifi.it 25 Server per.virgilio.it

26 Gerarchia dei server Server radice (Root Name server) Server top-level domain: si occupano dei domini.com,.org..edu Ad es, Network solution gestisce i server TLD per il dominio co Server di competenza (authoritative name server): Per un host: archivia l'indirizzo IP di quello stesso host È capace di risolvere la traduzione name/address per quell'host name ogni organizzazione dotata di host Internet pubblicamente accessibili (es. server web e server di posta) deve fornire i record DNS di pubblico dominio che mappano i nomi di tali host in indirizzi IP (server mantenuti dall'organizzazione o ISP) 26

27 Name servers: tipi local name servers: Non appartiene strettamente alla gerarchia dei server ogni ISP (università, società, ISP) ha il suo (default) name server locale Le query DNS vengono prima rivolte al name server locale Il server DNS locale opera da proxy e inoltra la query in una gerarchia di server DNS 27

28 DNS: Root name servers Contattati dai local name server che non possono risolvere quel nome root name server: Contatta gli authoritative name server se quella traduzione non è nota Recupera la traduzione Invia la traduzione al local name server ~ dozzine di root name servers in tutto il mondo 28

29 DNS: Root name servers Copyright J.F Kurose and K.W. Ross 29

30 DNS Esempio root name server host cerca l'indirizzo IP di 1. Contatta il suo DNS locale, dns.tintin.fr 2. dns.tintin.fr contatta il root name server, se è necessario 3. root name server contatta l'authoritative name server, dns.topolino.it, se è necessario requesting host Query RICORSIVA: il client ha richiesto una conversione completa local name server dns.tintin.fr Server DNS TLD 4 authoritative name server dns.topolino.it 30

31 DNS Esempio (II) root name server Query ITERATIVA: 2 Le risposte sono restituite direttamente al client (es. Server da contattare successivamente) local name server dns.tintin.fr Server DNS TLD requesting host authoritative name server dns.topolino.it 31

32 DNS: caching ed aggiornamento dei record Una volta che un name server ha appreso una associazione, la mette nella cache I record nella cache vengono cancellati dopo un certo tempo (timeout-ttl) I meccanismi di update/notifica sono descritti nella RFC 2136 Migliora il ritardo e riduce il numero di messaggi DNS 32

33 DNS records DNS: database distribuito di resource records (RR) RR format: (name, value, type,ttl) Type=A name è l'hostname Type=NS name è il dominio (e.g. unifi.it) value è l'indirizzo IP Ci sono altri Type... value è l'ip address dell'authoritative name server per quel dominio Type=MX Name: server di posta Value: nome canonico del server di posta associato a name 33

34 Protocollo DNS protocollo DNS : messaggi di query e reply, entrambi con lo stesso formato di messaggio msg header identification: 16 bit # per query, reply alle query usa lo stesso # flags: Query (0) or reply (1) recursion desired recursion available reply is authoritative 34

35 Protocollo DNS Domande: campi per il nome richiesto e il tipo di domanda Risposte: RR nella risposta alla domanda Competenza: record per i server di competenza Informazioni aggiuntive 35

36 Domain Name Servers Notare che: Il DNS è un sistema di database distribuiti altamente flessibile La mappatura indirizzi alfanumerici - indirizzi IP è solo una delle funzioni del DNS Non tutti i DNS offrono gli stessi servizi, in quanto alcuni di essi (HINFO in particolare) possono portare ad un indebolimento della sicurezza, ovvero a facilitare l attacco da parte di pirati informatici. 36

37 LICENZA SOFTWARE DELL'UNIVERSITA' DI FIRENZE Versione 2.1, Aprile Copyright (C) Universita' di Firenze - Via S. Marta 3, Firenze - ITALIA Tutti i diritti sono riservati. Questo documento puo' essere liberamente copiato e distribuito da chiunque, ma a nessuno e' permesso di cambiarlo in alcun modo. Preambolo Il copyright imposto sui documenti pubblicati sul sito MMEDIA5.DET.UNIFI.IT ha lo scopo di consentire la libera circolazione del lavoro a scopo educativo, mantenendo pero' il doveroso riconoscimento agli autori delle varie parti. Si vuole, inoltre, consentire l'ulteriore distribuzione del lavoro sotto qualunque forma, anche con modifiche, mettendo pero' il successivo ricevente in grado di conoscere da chi il materiale sia stato originariamente scritto e da chi rivisto o modificato. Per questo, si impone il Copyright su tutto il materiale, ma si concede gratuitamente licenza per l'uso e l'ulteriore distribuzione, con la possibilita' di modificare il materiale, purche' vengano seguite le regole scritte piu' avanti. Il diritto di cui sopra e' concesso con la restrizione che il materiale modificato e redistribuito sia soggetto alle stesse restrizioni del materiale originario, e che la distribuzione avvenga a titolo gratuito o con la sola copertura delle spese vive con un piccolo margine per le spese generali di distribuzione. Inoltre, la re-distribuzione del materiale o la distribuzione di materiale modificato dovranno essere fatte in modo da garantire che ulteriori distribuzioni vengano fatte mantenendo le condizioni originarie. Ogni utente di MMEDIA5 potra' proporre all'universita' di Firenze la pubblicazione di documenti in MMEDIA5. Scrivere a: Tali documenti saranno soggetti ai termini qui specificati. Le condizioni per la licenza di pubblicazione e modifica sono riportate di seguito. LICENZA PER IL MATERIALE "MMEDIA5" OVVERO PER IL CONTENUTO NEI SITI WEB "MMEDIA5.DET.UNIFI.IT", "MEDIALAB.DET.UNIFI.IT", TELEMAT.DET.UNIFI.IT, LTT.DET.UNIFI.IT -- CONDIZIONI PER L'USO, LA MODIFICA E LA DISTRIBUZIONE 1.- Questa licenza e' applicabile al materiale contenuto nei siti WEB del Laboratorio di Tecnologia della Telematica, Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni dell'universita' di Firenze, via di S. Marta 3, Firenze - Italia (attualmente con indirizzo internet: ) che riporta al suo interno un avviso o legame con un file contenente la presente licenza. In questa licenza, con MMEDIA5 si intende un qualunque documento originariamente presente in uno dei siti. Per "documento derivato" si intende ogni documento che contenga porzioni oppure un intero documento MMEDIA5, con o senza modifiche, con o senza traduzioni in altra lingua, con o senza variazioni di supporto di memorizzazione o stampa; in questa licenza ogni documento di questo tipo e' indicato come "documento derivato". Per licenziatario si intende qualunque persona o organizzazione che copia, consulta, legge, memorizza su un qualunque supporto, produce o distribuisce a terzi un MMEDIA5 o un documento derivato. Per UNIVERSITA' si intende l'universita' di Firenze. 2.- Un licenziatario puo' copiare, consultare, leggere, memorizzare su un qualunque supporto, produrre e distribuire a terzi un MMEDIA5, purche' su ogni copia, produzione, esibizione o distribuzione sia evidenziato il copyright originario, il ricevente sia adeguatamente informato della provenienza del materiale e dell'esistenza di questa licenza e questa licenza sia inserita indivisibilmente e senza modifica alcuna assieme all'mmedia5. L'eventuale cessione o distribuzione devono essere a titolo gratuito. E' comunque ammessa l'imposizione di un rimborso delle spese legate al supporto fisico di memorizzazione dello MMEDIA5, con un piccolo margine per il recupero delle spese generali legate alla riproduzione fisica.

38 3.- Il licenziatario puo' produrre documenti derivati, ai sensi dell'articolo 1, e distribuirli a terzi purche' siano rispettate tutte le seguenti condizioni: 3.1- ogni documento derivato deve riportare chiaramente la data e l'autore delle modifiche effettuate; 3.2- il licenziatario deve assicurare che ogni documento derivato sia sottoposto alla stessa licenza del documento originario, cosi' che la terza parte ricevente sia impegnata a sua volta negli stessi termini di questa licenza; 3.3- ogni documento derivato deve riportare, all'inizio e in buona evidenza questa licenza o un legame ad un file che la contiene, e il file deve essere distribuito indivisibilmente dal documento derivato; 4.- Al licenziatario e' espressamente vietato copiare, consultare, leggere, memorizzare su un qualunque supporto, produrre e distribuire a terzi un MMEDIA5, se non nelle forme e nei modi previsti in questa licenza. Ogni forma di inosservanza di questa norma comporta l'immediata revoca di ogni diritto concesso con questa licenza. 5.- L'uso di materiale soggetto a Copyright senza un esplicito assenso del proprietario del Copyright e' proibito dalla legge. L'UNIVERSITA' pone come prerequisito per ogni uso di MMEDIA5 l'accettazione di questa licenza. Quindi,e' fatto espresso divieto, a chiunque non intenda accettare i termini di questa licenza, di usare MMEDIA5 in alcun modo. Peraltro, non e' richiesta alcuna forma di accettazione esplicita della licenza, l'uso di MMEDIA5 costituisce implicita accettazione e conferisce al licenzatario tutti i diritti qui espressi. 6.- Ogni volta che MMEDIA5 od un documento derivato vengono distribuiti, al ricevente e' automaticamente estesa questa licenza. Al licenziatario non e' permesso imporre altri obblighi sul ricevente oltre la presente licenza. In ogni caso il licenziatario non e' considerato responsabile dell'uso che il ricevente fa di MMEDIA Se per qualunque motivo, compresi regolamenti o leggi dello Stato, non e' possibile per il licenziatario imporre questa licenza, o parti di essa, al ricevente, allora il licenziatario non puo' distribuire MMEDIA5, ne' parti di esso, ne' documenti derivati, in alcun modo. 8.- L'UNIVERSITA' potra' pubblicare revisioni di questa licenza. Le nuove versioni avranno intendimenti similari, ma potranno differire nei dettagli per far fronte a nuove situazioni. Ogni nuova versione avra' un proprio numero distintivo e sara' applicata ai documenti MMEDIA5 da allora pubblicati. 9.- Usi di MMEDIA5 diversi da quanto sopra specificato potranno essere autorizzati dall'universita'. Queste autorizzazioni non comporteranno variazioni per i licenziatari preesistenti Essendo la licenza gratuita, l'universita' fornisce MMEDIA5 cosi' come si trova, e non assume alcuna garanzia di esattezza dei contenuti, o di adeguatezza a qualsiasi scopo. Inoltre, le singole parti di MMEDIA5 sono espressione dei vari autori o revisori menzionati e non espressione dell'universita', non comportano ne' implicano accettazione del contenuto da parte dell'universita'.

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