Namen sind mehr als Schall und Rauch

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1 Rechnernetze Namensdienste Namen sind mehr als Schall und Rauch Eindeu?ge Bezeichnung von Dingen (Bezeichner) Anwendungsgebiete Namen in einem Programm Variablen, Prozeduren, Konstanten,... Rechner Dienste Dateien Funk?onen eines Namens Erklären printer3, trier.de, /de/uni- trier/q4/cs/sturm/printer Iden?fizieren Lokalisieren Auffinden und Zugriff auf Ding über den Namen Zum Goldenen Ochsen 1

2 3 Funk?onen 3 Namenstypen Symbolische Namen Erklärungsfunk?on (für Menschen) Lesbare Zeichenke]e, Umfangreich Aufwendiges Parsen durch den Rechner Beispiel: /de/uni- trier/q4/cs/sturm/printer Iden?fikator Iden?fika?onsfunk?on Für den Menschen meist unverständlich Meist konstante Größe Beispiel: , Port 80 Adresse Lokalisierungsfunk?on Direktes Ansprechen über Adresse möglich Beispiel: e Pure und Impure Pure Names Enthalten keine Ortsinforma?on Nur auf Gleichheit testbar Beispiele? Vor- und Nachteile? Impure Name Enthält Ortsinforma?on Orts- oder Adreßanteil wird meist bei der Lokalisierung verwendet Gül?gkeit der Ortsinforma?on? Beispiele? Vor- und Nachteile? 2

3 Vor- und Nachteile Pure Names Vorteile Häufig Erklärungsfunk?on Unabhängig vom Objektort Erleichtert Migra?on Zusätzliche Indirek?onsstufe Delega?on möglich Nachteile Direkte Lokalisierung des Objekts nicht möglich Zusätzliche Indirek?onsstufe Mehrkosten Impure Names Vorteile Direkte Lokalisierung des Objekts bedingt möglich Schnelle Lokalisierung Nachteile Adreßinforma?on erschwert Objektmigra?on Delega?on problema?sch Häufig wenig verständlich Pure Adresse!? Beispiele IP- Adresse Ethernet- Adresse Lokalisierungsverfahren Einstufig Broadcast Gesuchte Sta?on meldet sich Mehrstufig Rou?ng Gesuchtes Objekt bekannt Weitergabe an übergeordnete Instanz Caching der Weginforma?on Bindung Name - Adresse An Mein Drucker Irgendwostraße 0Ahnungheim 3

4 Unterschied zwischen Name und Adresse Im Prinzip keiner Abhängig vom gewählten Abstrak?onsgrad Name Direktes Ansprechen des gewünschten Objekts nicht möglich Bindung an eine Adresse 2 sichtbare Schri]e 1. Ermi]lung der Adresse über einen Namensdienst 2. Kontak?eren des gewünschten Objekts Adresse Direktes Ansprechen des gewünschten Objekts tatsächlich (z.b. Speicheradresse) oder scheinbar (z.b. IP- Adresse) möglich Unterste sichtbare Stufe Kontak?eren des gewünschten Objekts Zeitpunkt der Namensbindung Sta?sche Bindung Beim Übersetzen, Binden (vor dem Ausführen) Beispiele Variablen- oder Prozedurname wird an Adresse gebunden Feste Portnummern für NFS, Portmapper,... Halbdynamisches Binden Zum Startzeitpunkt Beispiele Dynamische Bibliotheken (DLLs, Shard Libs,...) Eingeben der Serveradresse beim Client Dynamisches Binden Spätestens unmi]elbar vor dem Zugriff auf das Objekt Typisch für verteilte Systeme Namensdienst 4

5 Namensräume Adventure Ac;on Eindeu?gkeit rela?v zu einem Namensraum Triviallösung Flacher Namensraum (1) Beispiele? Status Quo Namensräume haben ebenfalls Namen Hierarchischer Namensraum Impliziert meist auch Architektur eines verteilten Namensdiensts England Spanien PC- Spiele Länder Deutschland Trier Frankfurt München Hintertupfingen Koblenz Hamburg USA New York Frankfurt Boston Los Angeles Architekturaspekte Zentraler Namensdienst Schlechte Skalierbarkeit Leistungsengpaß Ausfallsicherheit Nameserver Skalierbarkeit Verteilter Namensdienst Hierarchische Struktur Nameserver Nameserver Leistungsengpaß Datenreplika?on Ausfallsicherheit Datenreplika?on Datenkonsistenz Fast Read- Only- Daten Nameserver Inkonsistenz unkri?sch Nochmal Auskunr bei falsch verbunden Nameserver Nameserver Nameserver Nameserver 5

6 Replika?on Leistungssteigerung und Ausfallsicherheit Wachsende Anfragehäufigkeit Konzern Niederlassung Abteilung Mitarbeiter Wachsende Änderungshäufigkeit Änderungen bei Namensräumen seltener als bei Namen Namensräume sind Ordnungsprinzip Lesende Anfragen häufiger als Änderungen Temporäre Inkonsistenzen tolerierbar Effiziente Replikat- Konsistenz Caching akzetabel Obere Ebenen besonder gut replizierbar Hohe Anfragehäufigkeit Geringe Änderungshäufigkeit Funk?onen eines Namensdiensts Server verwaltet ein oder mehrere Namensräume Clientsei?ges API Insert(Name) Delete(Name) Nicht immer direkt zugreiqar Bind(Name1,Name2) Unbind(Name1,Name2) Query(Name1) returns Name2 Serversei?ges API Resolve(Name) Anfrage bei einem übergeordneten Server Schutz- und Sicherheitsaspekte Wer darf welche Informa?onen abfragen? Wer darf welche Informa?onen hinzufügen/ändern? 6

7 Erweiterter Funk?onsumfang Directory Services Speicherung von beliebigen A]ributen zu einem Namen Beispiele - Directory Name, Adresse, Fähigkeiten,... Personaleinträge Name, Adresse, , Gehalt, Wachsende Verbreitung X.500, LDAP, Ac?ve Directory (Microsor),... Erweiterte Queries Pa]ern Matching Filter Replikatkonsistenz Änderungszeitpunkt Periodische Aktualisierung Inkonsistenzfenster tolerieren Wie würde man vorgehen? Jede Änderung sofort pushen Kleines Inkonsistenzfenster Hohe Server- und Netzbelastung Abhängigkeit von der Ebene der geänderten Daten? Ausgangspunkt Primärserver Alle Änderungen auf einem zentralen Server Serverausfall, Leistungsengpaß Beispiel: NIS Symmetrische Lösung Verteilter Abgleich 7

8 DNS Mapping Names to IP Addresses What s the address of trier.de Name Service Client Name Service Server

9 Übersicht DNS Domain Name Service Hierarchischer Namensraum: balvenie.uni- trier.de Transforma?on Domain Name IP- Adresse (Lookup) IP- Adresse Domain Name (Reverse Lookup) UNIX- API gethostbyname() gethostbyaddr() IETF- Standard RFC 1034 (Konzepte) RFC 1035 (Implemen?erungsdetails) Gängige Implemen?erung Berkeley Internet Name Domain Server (BIND) Organisa?on der DNS- Server Hierarchische Struktur named Ausfallsicherheit Primary Name Server Secondaries Administra?ve Einheiten named named Zone named named named named named 9

10 Domain Name Service Root Server TLD Server TLD Server TLD Server Domain Server Domain Server Domain Server Domain Server Domain Server Domain Server Root Servers 10

11 Root- Server Record DNS Server Hierarchy Root Server TLD DE TLD COM Your Provider uni- trier.de google.com Your host 11

12 Recursive Querying maps.google.com? Root Server maps.google.com? ! TLD DE TLD COM ! ! maps.google.com? Your Provider google.com maps.google.com? ! Your host Example: Query for maps.google.com Itera?ve Querying Root Server maps.google.com? TLD DE.COM Server maps.google.com? TLD COM Itera;ve Queries Your Provider google.com Server maps.google.com? google.com maps.google.com? Recursive Query Your host Example: Query for maps.google.com 12

13 Einträge Ca. 20 verschiedene Eintragsformen Viele nicht mehr gül?g Gängige Record - Einträge A: IPv4- Adresse AAAA: IPv6- Adresse NS: NS- Server CNAME: Kanonischer Name PTR: Pointer- Record HINFO: Host- Informa?on MX: Mail Exchange Record Pointer- Query Gegeben IP- Adresse; Gesucht: Kanonischer Name in- addr.arpa Domain DNS Records Resource Record (RR) Name Value Type TTL Record Types Hostname IPv4 Address A TTL Hostname IPv6 Address AAAA TTL Domain Authorita?ve Name Server NS TTL Alias Name Canonical Name CNAME TTL Domain Name of Mail Server MX TTL 13

14 Example DNS Records Resource Record (RR) Name Value Type TTL Record Types www- neu.uni- trier.de A 7200 www- neu.uni- trier.de 2001:0db8:85a3:3d AAAA 7200 uni- trier.de dns.uni- trier.de NS trier.de www- neu.uni- trier.de CNAME 7200 uni- trier.de rzmail.uni- trier.de MX 7200 DNS Messages Transac?on ID Flags Number of ques?ons Number of answer records Number of authority records Number of addi?onal records Ques?ons Answer records Authority records Addi?onal records 14

15 DNS Query DNS uses UDP Port 53 DNS Response Non- authorita;ve reply Authorita;ve nameservers 15

16 LDAP Basiert auf X.500 Bekannter ISO- Standard eines Directory Service Volles ISO- OSI- Protokoll (Aufwand) ASN.1- Nota?on bei verwendeten Datenstrukturen Zugangsprotokoll: Directory Access Protocol (DAP) Lighweight DAP = LDAP (Aktuelle Version 2) Direkte TCP- Adap?on Stringrepräsenta?on (Heterogene Systeme) Protokoll für Anfrage an LDAP- Server LDAP DAP: Anfrage an X.500- Server ebenfalls realisierbar Standards RFC 1777: LDAP- Standard RFC 1778: Stringrepräsenta?on für A]ribute RFC 1779: Stringrepräsenta?on für Namen RFC 1558: Syntax für Suchfilter Übersicht LDAP 16

17 Einträge im Directory Service Einträge setzen sich aus A]ributen zusammen Jedes A]ribut besteht aus Typ Ein oder mehreren Werten A]ributwerte sind Strings Jeder Eintrag besitzt spezielles A]ribut objectclass Legt A]ribu]ypen fest (Namen der A]ribute) Welche A]ribute benö?gen zwingend Werte? Welche A]ribute sind op?onal? country=germany objectclass=country organiza;on=uni Trier objectclass=organiza;on commonname=peter objectclass=person Dis?nguished Names Rela?ve Dis?nguished Name (RDN) Rela?v zum gemeinsamen Parent eindeu?ger Name Besteht aus den Werten ein oder mehrerer A]ribute Höchstens ein Wert pro A]ribut Dis?nguished Name (DN) Eindeu?ge und absolute Objektbezeichnung Alle RDNs von der Wurzel zum Objekt X.500- Namen basieren auf ASN.1 LDAP- Namen Stringrepräsenta?on Beispiel co=germany, O=Uni Trier, cn=peter 17

18 ProtokollauQau LDAP- Server TCP- Port 389 Schri]e 1. AuQau der TCP- Verbindung 2. Authen?fizierung 3. LDAP- Opera?onen 4. Kommunika?on beenden Client BindRequest XRequest Opera?onen (X) Search (Suche Einträge) Modify (A]ribute modifizieren) Add (Neuen Eintrag aufnehmen) Del (Eintrag löschen) ModifyRDN (Letzten Namensteil ändern) CompareDN (Bedingung über A]ribute testen) AbandonRequest (Ausstehende Opera?on abbrechen) BindResponse UnbindRequest LDAP- Server XResponse LDAP- API (RFC 1823) Client ldap_x_s(req) ldap_x(req) LDAP- Server Result Result ldap_result() Grob eine Funk?on pro Protokollnachricht Synchrone und Asynchrone Opera?onsaufrufe Synchron: Blockade des Clients bis zum Eintreffen des Resultats Asynchron: Keine Blockade; Client fragt Resultat explizit ab Asynchrone Opera?onen können abgebrochen werden Auten?sierungsvarianten Simple Klartext- Password Kerberos Version 4 (LDAP) Kerberos Version 4 (X.500) 18

19 Anfrage int ldap_search_s ( LDAP *ld, char *base, int scope, char *filter, char *attrs[], bool attrsonly, LDAPMessage *result ) Verbindung zum LDAP- Server Handle ld Scope (LDAP_SCOPE_...) BASE ONELEVEL SUBTREE Suchfilter filter Welche A]ribute und eventuell A]ributwerte sollen zurück- gegeben werden (attrs) Nur A]ribute oder auch Werte (attrsonly)? Variante mit Timeout ldap_search_st() Angabe von Filtern <filter> ::= '(' <filtercomp> ') <filtercomp> ::= <and> <or> <not> <item> <and> ::= '&' <filterlist> <or> ::= ' ' <filterlist> <not> ::= '!' <filter> <filterlist> ::= <filter> <filter> <filterlist> <item> ::= <simple> <present> <substring> <simple> ::= <attr> <filtertype> <value> <filtertype> ::= <equal> <approx> <greater> <less> <equal> ::= '= <approx> ::= '~= <greater> ::= '>= <less> ::= '<= <present> ::= <attr> '=* <substring> ::= <attr> '=' <initial> <any> <final> <initial> ::= NULL <value> <any> ::= '*' <starval> <starval> ::= NULL <value> '*' <starval> <final> ::= NULL <value> 19

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