Domain Name System (DNS) Seminar: Internet Protokolle Theodor Heinze Jaroslaw Michalak

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1 Domain Name System (DNS) Seminar: Internet Protokolle Theodor Heinze Jaroslaw Michalak

2 Gliederung Geschichte Struktur des DNS Domain / Zone Root-Server Nameserver Namensauflösung DNS-Nachrichten Protokolle Demo (nslookup) Diskussion Januar 04 Domain Name System 2

3 Warum DNS? IP-Protokoll verlangt User mag lieber IP:???.??.???.? Idee: Mechanismus zur Umwandlung von Zeichenketten in IP-Adressen... und umgekehrt Bsp. IP-Adresse: Januar 04 Domain Name System 3

4 Geschichte HOSTS.TXT - In den 70er / 80er -> ARPAnet Wenige hundert Rechner Eine zentrale Datei HOSTS.TXT Verwaltung bei NIC (Network Information Center) Zuordnung aller Hostnamen und deren IP-Adressen Verteilung per FTP an alle Rechner im Netz Probleme: HOSTS.TXT wuchs rapide Traffic beim verteilen immer größer Aktueller Stand nicht mehr gegeben Januar 04 Domain Name System 4

5 Geschichte DNS - Erfindung des DNS Anfang der 80er Wesentliche Veränderungen: Keine Zentralle Verwaltung (NIC) Verwaltungsverlagerung zum Verursacher Vorteile Keine Verteilung mehr nötig Ausfallsicher (Verteilung und Redundanz) Konsistent Geordnet Januar 04 Domain Name System 5

6 Struktur des DNS Hierarchisch geordnet Verantwortung für die TLD tragen 13 Root-Nameserver Teilbereiche werden an Dritte delegiert. Wurzel....fr.de.com.mil... Toplevel Domains....uni-bielefeld... Subdomain von.de.techfak.ub... Subdomains von.uni-bielefeld Januar 04 Domain Name System 6

7 Toplevel- / Subdomain Toplevel Domain Definiert durch NIC (Network Information Center) Unterteilung in allgemeine und länderspezifische Domains Subdomain Direkte Knoten unter TLD sind Sublevel Domains Jeder Knoten ist Subdomain seines Vorgängers. Wurzel....fr.de.com.mil... Toplevel Domains Länder Allgemein Januar 04 Domain Name System 7

8 Domain / Zone Domain Teilbaum des Namensraumes Zone Zuständigkeitsbereich eines Nameservers Jede Zone hat eigenen DNS-Server (autoritative Nameserver) Frei wählbar.de Domain.uni-bielefeld Zone uni-bielefeld.de.uni-bielefeld Zone techfak.uni-bielefeld.de.techfak.ub.physik Januar 04 Domain Name System 8

9 Root-Server Derzeit 13 Root-Nameserver weltweit Benennung [a-m].root-servers.net 10 in den USA, 2 in Europa, 1 in Asien Kennen alle DNS-Namen weltweit Januar 04 Domain Name System 9

10 Nameserver Teilt Domains in Zonen auf Pro Zone ein primärer und ein sekundären Server Kennt Nachbar Server Ist für eine Teilmenge des Namensraums zuständig (autoritativ) Verhalten bei Befragung Für Namensraum zuständig: Antwort an Resolver Für Namensraum nicht zuständig: Antwort vielleicht im Cache Subdomain Root-Domain-Server Januar 04 Domain Name System 10

11 Grobe Funktionsweise Internetserver Client Programm Resolver DNS-Server UDP-Paket 5. TCP / UDP 4. IP-Adresse 3. IP-Adresse DNS-Sätze (Ressource Records) Domain-Name (Inhaber der Information) Time to live (Satzstabilität) Type (A für IP-Adresse) Class (IN für Internetinformationen) Value Januar 04 Domain Name System 11

12 Namensauflösung - Resolver Resolver Wird vom Client eingesetzt Koordiniert Anfragen an den Name-Server Kein eigenständiges Programm Bibliothek von Routinen, welche Anfragen über Rechner an den Name-Server formulieren kann gethostbyname bzw. gethostbyaddr Januar 04 Domain Name System 12

13 Namensauflösung Ablauf einer Abfrage Ablauf einer Abfrage Client stellt Anfrage an Name-Server zur Auflösung eines Domain- Namens in eine IP i.d.r. gehört der Name-Server dem eigenen Internet-Provider Hat dieser Name-Server keine Informationen --> Root-Server Root-Server kennen jeweils alle autoritativen (verantwortlichen) Second Level Server Januar 04 Domain Name System 13

14 Namensauflösung - Cache Nameserver Cache Nameserver besitzen einen Cache für schon einmal gestellte Anfragen Begrenzte Lebensdauer der zwischengespeicherten Daten (i.d.r. 2 Tage) Wechselt eine Host den Provider, ist er über bestimmte Nameserver u.u. für bis zu 2 Tage nicht erreichbar Januar 04 Domain Name System 14

15 Namensauflösung - Anfragetypen Anfragetypen Abfrage erfolgt jeweils in mehreren Schritten Es werden in hierarchisch absteigenden Reihenfolge mehrere Name- Server abgefragt 2 unterschiedliche Abfragearten: rekursiv und iterativ Rekursiv: abgefragter Server löst die (Teil-) Abfrage selbstständig auf Iterativ: Client fragt die zuständigen Server der Reihe nach ab Januar 04 Domain Name System 15

16 Namensauflösung rekursive Anfrage Rekursive Anfrage Resolver muß nur 1 Anfrage selbst einleiten Januar 04 Domain Name System 16

17 Namensauflösung iterative Anfrage Iterative Anfrage Grafik Bis der Name vollständig aufgelöst ist, muß der Client mehrere Server in hierarchisch absteigender Reihenfolge ansprechen Januar 04 Domain Name System 17

18 DNS-Nachrichten - Header DNS-Nachricht im Detail: Jede Nachricht besteht aus einem Header (12 Bytes) und sog. Resource Records Header Details : Feld Bits Beachreibung Ide ntifica tion 16 Zufa lls we rt zur Ide ntifika tion () QR 1 Anfrage = 0; Antwort = 1 Opcode 4 Typ der Anfrage (0 = rek., 1 = it., 2 = Serverstatus ) AA 1 Autorita tive Answe r (Ist de r Na me se rve r a utorita tiv? ) TC 1 Truncated ( > 512 Bytes bei UDP) RD 1 Recursion Desired ( 1 = rekursive Anfrage vom Client) RA 1 Recursion Available ( 1 = rekursive Anfrage möglich) Zero 3 Muss immer Null sein (Reservierung für Zukunft?) Rcode 4 Fe hle rcode (000 = ke ine Fe hle r; 111 = Doma in e xistie rt nicht) Number Of Questions 16 Anzahl DNS-Anfragen im Question Field Numbe r Of Ans we r RRs 16 Anza hl de r RRs im Ans we r-fe ld Numbe r Of Authority RRs 16 Anza hl de r RRs im Authority-Fe ld Numbe r Of Additiona l RRs 16 Anza hl de r RRs im Additiona l-fe ld Januar 04 Domain Name System 18

19 DNS-Nachrichten Resource Records Wichtige Resource Records Name-Server senden nicht nur IPs, sondern ganze Informationspakete A Adresse eines Hosts IP Adresse (32 bit) CNAME Alias Name Domainname HINFO Beschreibung des Hosts CPU & OS MX Verweis auf Mail-Server Name des Mail-Rechners NS Verweis auf authorisierten Name-Server Hostname Januar 04 Domain Name System 19

20 Resource Record Ein Resource Record enthält: Domain Name aufzulösender Domainname Type RR-Typ Class Datentyp (1 für Internet Daten) Time To Live Lebensdauer der Information (für NS-Cache) Resource Data Length Länge des Feldes ----> Recource Data Je nach Typ (z.b. IP-Adresse) Januar 04 Domain Name System 20

21 Protokolle DNS-Protokolle DNS unterstützt UDP und TCP Standardmäßig wird UDP benutzt (weil schneller) Ist die DNS-Antwort zu groß (> 512 Bytes), werden nur 512 Bytes & Verweis auf TCP gesendet Client stellt dann neue Anfrage per TCP Anfrage kommt diesmal vollständig (> 512 Bytes )zurück Bei Datenaustausch zwischen Servern wird nur TCP verwendet Januar 04 Domain Name System 21

22 Zusammenfassung DNS > Infrastrukturdienst für das Internet DNS-Server > Verbindung IP-Adresse zu DNS-Name Januar 04 Domain Name System 22

23 Quellen Computer Networks, Andrew S. Tanenbaum Internetworking mit Unix, Michael Santifaller Domain Name System' von Konstantin Pfliegl auf 'Namensauflösung in Netzwerken' auf 'Netzwerke & Verteilte Systeme: DNS' von P. Dietmüller, Uni Linz Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit Januar 04 Domain Name System 23

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