Il DNS e la gestione degli indirizzi IP

1. Il DNS e la gestione degli indirizzi IP Appunti di Sistemi per la V H A cura del prof. ing. Mario Catalano

2. Indirizzi fisici e indirizzi “astratti” • Ogni macchina all’interno di una rete è identificata da un indirizzo hardware a basso livello (indirizzo MAC) • L’indirizzo IP è un indirizzo logico di livello più alto • Il TCP/IP è in grado di interpretare (risolvere) un indirizzo IP in uno MAC e viceversa • La scarsa mnemonicità degli indirizzi IP ha portato all’introduzione di un nuovo livello di astrazione (high level names)

3. Indirizzi IP e nomi di Domini • Per comodità è stato introdotto un ulteriore grado di astrazione nell'indirizzare una macchina, cioè ad ogni macchina si associa un indirizzo alfanumerico il cui significato sia dipendente dalla locazione geografica della macchina stessa che dalla funzione che essa deve svolgere. Questo semplifica notevolmente il compito di un operatore che dovrà utilizzare tali indirizzi.

4. Struttura “piatta” dei nomi • Inizialmente il nome era formato da una sequenza semplice di caratteri. • Tali nomi venivano assegnati da un organo centrale, il NIC (Network Information Center). Questo tipo di scelta, però si rivelò presto inappropriata. • Primo perché la semplicità del nome porta ad una probabilità di conflitti che aumenta all'aumentare del numero di host collegati, secondo perché tutti i nomi venivano decisi da un unico organo centrale. • Questo comportava che tutte le volte che una nuova macchina voleva connettersi in rete doveva fare richiesta al NIC; presto il traffico che il NIC doveva gestire sarebbe diventato insostenibile.

5. Nomi “gerarchici” • La soluzione al problema fu trovata modificando la struttura dei nomi rendendola gerarchica, decentralizzando il meccanismo di nomina, delegando l'autorità per porzioni dello spazio di indirizzi e distribuendo la responsabilità della corrispondenza tra nomi ed indirizzi IP.

6. Lo spazio nei nomi • Lo spazio dei nomi è partizionato in divisioni autonome • La sintassi è del tipo: • Local.site Dove “site” è il nome del sito autorizzato dall’autorità centrale e “local” è la parte del nome controllata dal sito. Lo stesso sito potrà suddividere il nome in strutture del tipo : Local.group.site

7. Domain Name System • Il meccanismo che realizza una gerarchia di nomi in Internet è detto DNS • Il DNS definisce la sintassi dei nomi e come deve essere delegata l’autorità • Un Domain Name è una sequenza di “sottonomi” separati da un “.”, ognuno di essi è detto “label” e può indicare un sito o un gruppo. • L’indirizzo deve essere letto da destra verso sinistra.

8. Utilità del DNS • Da questo esempio risultano evidenti i benefici di tale astrazione, primo fra tutti la semplicità nel ricordare un indirizzo di alto livello, grazie alla sua semantica legata alla dislocazione geografica o alla funzione della macchina host.Questa struttura gerarchica è generalmente utilizzata anche all'interno di piccole reti private, in questo modo un eventuale collegamento ad internet non provocherebbe nessun cambiamento nel sistema di indirizzamento.

9. Massimo livello Internet • L'autorità dell'internet ha scelto di ripartire il suo massimo livello nei nomi elencati nella seguente tabella: • COM Organizzazioni commerciali • EDU Istituzioni per l'istruzione • GOV Istituzioni governative • MIL Gruppi militari • NET Maggiori centri di supporto per la rete • ORG Organizzazioni diverse dalle precedenti • INT Organizzazioni internazionali • Codice nazionale (it,ch, fr ...)(schema geografico)

10. Esempio…

11. Client e server DNS • Come fa il DNS a risolvere un nome in un indirizzo IP? • Interrogazioni in un databse. • Si applica la tecnica Client-server. • Ogni dominio gestisce dei “name server” che mantengono la parte del database del dominio.

12. TIPI di server DNS • Esistono diversi tipi di “name server” • Primari: sono i server aggiornati e modificati dagli amministratori del dominio • Secondari: ricevono i file dei databse da un altro server (primario o secondario) • A sola cache: non hanno file di database, girano la richiesta dei client a un “vero” server e ne memorizzano la risposta nella cache in modo da poterla ridare ad una nuova richiesta.

13. Client DNS • I client fanno parte di solito di altri programmi per Internet (es. i browser) • Interrogano i server per la risoluzione dei nomi • Usano UDP per comunicare con i server, poi, una volta individuato l’indirizzo si apre una connessione TCP

14. Interrogazioni DNS al server • Quando arriva un’interrogazione da un client, il server ricerca nel proprio database. • Se la risposta (indirizzo IP) c’è, la restituisce • Altrimenti interroga altri server • L’interrogazione ha un tempo di vita: se scade, torna al client un messaggio di unknown (errore o timeout)

15. Tipi di Interrogazioni del server DNS • Ricorsive: il server interroga il name server di Top Level, questo interroga i suoi sottodomini finché trova la risposta. La risposta torna indietro un passo per volta in via gerarchica • Iterative: il server non si “scomoda”, ma fornisce al client i riferimenti ad altri server e deve essere il client a ripetere l’interrogazione.

16. Ancora sui server DNS • I server usano una cache per memorizzare le interrogazioni risolte per velocizzare le richieste successive. • I dati memorizzati hanno anch’essi un tempo di vita (TTL). • Gli indirizzi dei Top Level Domain, per es., hanno un TTL molto lungo e via via a diminuire.

17. I descrittori di risorse • Un file del database DNS contiene un insieme di “descrittori di risorse” • Ogni descrittore è un record formato da 5 campi: • Il nome del dominio • Il TTL • Il tipo (indirizzo IP, nome host, nome dominio) • La classe (IN per Internet) • Il valore (un numero, un nome di dominio o una stringa ASCII)

18. Interrogazione inversa • Indica la ricerca di un nome di host noto l’indirizzo IP. • Sono gestite mediante un dominio speciale “in-addr.arpa” in cui l’indirizzo IP viene risolto al contrario.

19. DNS dinamico • Il DNS attuale deve essere aggiornato manualmente. • Il DDNS (Dinamic DNS) consente ad ogni host che cambia indirizzo (ad esempio perché ne riceve uno nuovo da DHCP) può comunicarlo al server DNS e aggiornare dinamicamente in database.

20. Assegnazione degli indirizzi IP • L’assegnazione statica consiste nella configurazione manuale dell’indirizzo IP. L’amministratore di rete deve avere un piano di assegnazione degli indirizzi, deve evitare duplicazioni di indirizzi. • Ovviamente non è facile gestire questo tipo di assegnazione quando gli host sono molti. • Tuttavia questa assegnazione è obbligata per tutti quegli host che offrono servizi fondamentali per la rete e devono essere facilmente localizzabili allo stesso indirizzo.

21. Il DHCP • Il servizio DHCP è un protocollo applicativo che gestisce in modo dinamico la configurazione del TCP/IP nei client di rete . • Quando il DHCP server riceve una richiesta, seleziona un indirizzo IP da un pool del suo database e lo offre al client.

22. Ancora sul DHCP • Se il client accetta, il server DHCP “affitta” la configurazione al client per un periodo di tempo. Le configurazioni non entreranno in conflitto. • La presenza di un DHCP server consente lo spostamento fisico degli host senza problemi di riconfigurazione.

23. Come al solito: • …..Io mi fermo qui. • Ma il resto tocca a voi.