UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Facultad de Ciencias Humanas y de la Educación

Carrera de Docencia en Informática

Estudiante: Freddy Salazar

DNS

Es una base de datos distribuida, con información que se usa para traducir los nombres de dominio, fáciles de recordar y usar por las personas, en números de protocolo de Internet (IP) que es la forma en la que las máquinas pueden encontrarse en Internet.

Componentes

Para la operación práctica del sistema DNS se utilizan tres componentes principales:

Los Clientes DNS: Un programa cliente DNS que se ejecuta en la computadora del usuario y que genera peticiones DNS de resolución de nombres a un servidor DNS (Por ejemplo: ¿Qué dirección IP corresponde a nombre.dominio?);

Los Servidores DNS: Que contestan las peticiones de los clientes. Los servidores recursivos tienen la capacidad de reenviar la petición a otro servidor si no disponen de la dirección solicitada.

Y las Zonas de autoridad, porciones del espacio de nombres de dominio que almacenan los datos. Cada zona de autoridad abarca al menos un dominio y posiblemente sus subdominios, si estos últimos no son delegados a otras zonas de autoridad.

DNS en el mundo real

Los usuarios generalmente no se comunican directamente con el servidor DNS: la resolución de nombres se hace de forma transparente por las aplicaciones del cliente (por ejemplo, navegadores, clientes de correo y otras aplicaciones que usan Internet). Al realizar una petición que requiere una búsqueda de DNS, la petición se envía al servidor DNS local del sistema operativo. El sistema operativo, antes de establecer alguna comunicación, comprueba si la respuesta se encuentra en la memoria caché. En el caso de que no se encuentre, la petición se enviará a uno o más servidores DNS.

La mayoría de usuarios domésticos utilizan como servidor DNS el proporcionado por el proveedor de servicios de Internet. La dirección de estos servidores puede ser configurada de forma manual o automática mediante DHCP. En otros casos, los administradores de red tienen configurados sus propios servidores DNS.

En cualquier caso, los servidores DNS que reciben la petición, buscan en primer lugar si disponen de la respuesta en la memoria caché. Si es así, sirven la respuesta; en caso contrario, iniciarían la búsqueda de manera recursiva. Una vez encontrada la respuesta, el servidor DNS guardará el resultado en su memoria caché para futuros usos y devuelve el resultado.

Jerarquía DNS

El espacio de nombres de dominio tiene una estructura arborescente. Las hojas y los nodos del árbol se utilizan como etiquetas de los medios. Un nombre de dominio completo de un objeto consiste en la concatenación de todas las etiquetas de un camino. Las etiquetas son cadenas alfanuméricas (con '-' como único símbolo permitido), deben contar con al menos un carácter y un máximo de 63 caracteres de longitud, y deberá comenzar con una letra (y no con '-') (ver la RFC 1035, sección "2.3.1. Preferencia nombre de la sintaxis "). Las etiquetas individuales están separadas por puntos. Un nombre de dominio termina con un punto (aunque este último punto generalmente se omite, ya que es puramente formal). Un FQDN correcto (también llamado Fully Qualified Domain Name), es por ejemplo este: www.example.com. (Incluyendo el punto al final)

Un nombre de dominio debe incluir todos los puntos y tiene una longitud máxima de 255 caracteres.

Funcionamiento del protocolo DNS

Las máquinas de Internet están identificadas por direcciones IP, que constan de 32 bits, aunque habitualmente se representan en un formato más sencillo de manejar para los humanos, que es el de cuatro números decimales separados por puntos. En realidad no hay una dirección IP por cada máquina de Internet, sino una (o más) por cada "punto de acceso a red", o interfaz de red: por ejemplo un router o encaminador tiene varias tarjetas de red, y asociada a cada una de ellas tiene una dirección IP. Por ejemplo, veamos la dirección IP de nuestro servidor:

Dirección IP (dotted-decimal): 66.227.74.170

Dirección IP (binario): 01000010 . 11100011 . 01001010 . 10101010

Sin embargo las direcciones IP en el formato llamado dotted-decimal no son lo bastante convenientes de cara a los usuarios. Una dirección IP no nos permite identificar la empresa, organismo o particular a quién pertenece de manera automática, y se hace tremendamente difícil recordar la dirección asociada a cada usuario o empresa. Las personas somos bastante mejores recordando nombres que números, especialmente si el nombre en cuestión guarda relación directa con la temática que se trata en dicha dirección.

Pues bien, en su concepción original el sistema y protocolo DNS se pensó como una base de datos que asociara las direcciones IP en Internet con nombres textuales fáciles de recordar para las personas. Cuando un usuario quisiera referirse a una máquina de Internet, usaría su nombre, e internamente el sistema DNS se encargaría de averiguar la direccón IP asociada, que es el dato que utilizan los protocolos de red para establecer la comunicación con el extremo remoto. Para el usuario es mucho más sencillo y fácil de recordar que www.24x7linux.com es una página web que trata de Linux, que no la dirección 66.227.74.170.

Sin embargo el DNS dispone de más información que las equivalencias entre cada nombre de máquina y su dirección IP en Internet. En ocasiones resulta necesario poder averiguar el nombre de una máquina a partir de su dirección IP (por ejemplo, en los log de muchos programas sólo aparecen direcciones IP, no nombres de máquina), y DNS también permite averiguar esta información. Y por ejemplo, cuando enviamos un correo electrónico debemos averiguar cuál es la dirección del servidor de correo del destinatario a partir de la dirección de correo del destinatario: el DNS también se encarga de almacenar y proporcionar esta información.

Piense ahora por un momento el tamaño que puede tener esta base de datos llamada DNS, encargada de albergar las equivalencias de nombres de máquina a dirección IP. Teniendo en cuenta que Internet cuenta con varios cientos de millones de máquinas, y que para máquina puede haber varias equivalencias almacenadas, puede suponer que dicha base de datos es tremendamente grande. Pero el problema no es ya el tamaño de la base de datos (en empresas grandes no es extraño tener bases de datos cuyos tamaños se miden en terabytes), sino el volumen de peticiones que recibe a lo largo del día. Por cada página web que visita se generan posiblemente varias consultas al DNS, así como para cada correo enviado, o cualquier otra actividad en Internet.

Suponiendo que en Internet existen aproximadamente unos 500 millones de máquinas y que cada una de ellas realiza de media 200 consultas diarias al DNS (la media seguro que es muy superior) se obtiene un número de, como mínimo mil millones de consultas diarias, lo que se traduce en más de un millón de ellas por segundo.

Resulta evidente que por razones de escalabilidad y para evitar un único punto de fallo la base de datos del DNS está distribuida a lo largo y ancho de Internet. En realidad el DNS consiste en una gran base de datos distribuida y jerárquica, donde cada servidor almacena sólo una pequeña parte del total de los datos. Cada una de estas partes está hospedada en un servidor DNS, que sólo conoce los servidores de nivel inferior, y que no requiere de ninguna autorización previa por parte del servidor de nivel inmediatamente superior para hacer cambios en su configuración.

Esta característica por la cual un servidor puede delegar la gestión de parte de su espacio de nombres a otro servidor diferente y del que sólo necesita saber la dirección IP que usar para llegar a él, dejando que el resto de las modificaciones sean responsabilidad del administrador del servidor de nivel inferior es el que proporciona una gran escalabilidad a la base de datos distribuída que es DNS.

El esquema que se muestra en la figura siguiente expone los conceptos mencionados de manera gráfica. En dicho esquema los tres niveles superiores representan servidores DNS mientras que el nivel inferior representa máquinas cualquiera de Internet. Las líneas que unen unos servidores con otros y con las máquinas de Internet muestran la relación existente entre las citadas máquinas, que siempre es desde un nivel a uno situado por debajo.

Tipos de servidores DNS

Preferidos: Guardan los datos de un espacio de nombres en sus ficheros

Alternativos: Obtienen los datos de los servidores primarios a través de una transferencia de zona.

Locales o caché: Funcionan con el mismo software, pero no contienen la base de datos para la resolución de nombres. Cuando se les realiza una consulta, estos a su vez consultan a los

servidores secundarios, almacenando la respuesta en su base de datos para agilizar la repetición de estas peticiones en el futuro continuo o libre.

Existen dos tipos de consultas que un cliente puede hacer a un servidor DNS:

Iterativa

Las resoluciones iterativas consisten en la respuesta completa que el servidor de nombres pueda dar. El servidor de nombres consulta sus datos locales (incluyendo su caché) buscando los datos solicitados. El servidor encargado de hacer la resolución realiza iterativamente preguntas a a los diferentes DNS de la jerarquía asociada al nombre que se desea resolver, hasta descender en ella hasta la máquina que contiene la zona autoritativa para el nombre que se desea resolver.

Recursiva

En las resoluciones recursivas, el servidor no tiene la información en sus datos locales, por lo que busca y se pone en contacto con un servidor DNS raíz, y en caso de ser necesario repite el mismo proceso básico (consultar a un servidor remoto y seguir a la siguiente referencia) hasta que obtiene la mejor respuesta a la pregunta.