Павликевич М.Й Телекомунікаційні мережі ч2. Мережі ІР

Подождите немного. Документ загружается.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

3. Система доменних імен

3.1. Поняття про систему доменних імен

Система доменних імен (Domain Name System - DNS) - розподілена ієрархічна система

(розподілена база даних), здатна за запитом, що містить доменне ім'я станції (комп'ютера або іншого

мережевого пристрою), повідомити IP-адресу або іншу потрібну інформацію. Зокрема, вона

переводить доменні імена, значимі для людини, в числові ідентифікатори, пов'язані з мережним

устаткуванням, для виявлення і адресації цих пристроїв у всьому світі. Наприклад, домене ім’я

www.example.com перекладається як IP-адреса 208.77.188.166 у крапкованій децимальній

формі запису. DNS працює в мережах стеку протоколів TCP/IP на Ужитковому рівні. DNS також

може зберігати й обробляти зворотні запити, тобто визначення імені станції за її IP-адресою – IP-

адреса за таблицею відповідності перетворюється на доменне ім'я, і надсилається на запит про

інформацію типу вказівника (PTR).

Система доменних імен уможливлює осмислене призначення доменних імен групам

користувачів Інтернету, незалежно від фізичного місця розташування кожного користувача. Завдяки

цьому гіперпосилання World-Wide Web (WWW) і контактна інформація в Internet може залишатися

цілісною і постійною, навіть якщо змінюється поточний механізм Інтернет-маршрутизації або

учасник використовує мобільні пристрої. Для людини простіше запам'ятати доменні імена в

Інтернеті, ніж IP адреси, такі як 208.77.188.166 (IPv4) або 2001: db8: 1f70:: 999: de8:

7648:6 e8 (IPv6).

Система доменних імен також визначає технічну основу функціональності послуг цієї бази

даних. Для цієї мети він визначає протокол DNS, детальний опис структури даних і комунікаційних

обмінів, які використовуються в DNS, як частини стеку протоколів TCP/IP. Протокол DNS

опрацьовано і визначено на початку 1980-х років у RFC 882 і RFC 883. В 1987 році в публікаціях RFC

1034 і RFC 1035 змінили специфікацію DNS, скасували RFC 882 і RFC 883 як застарілі, доповнили

деякі нові RFC і розширили можливості базових протоколів.

3.2. Ключові характеристики DNS

DNS має такі властивості:

 Ієрархічна структура, в якій всі вузли об'єднані в дерево і кожен вузол може самостійно

визначати роботу вузлів, розташованих нижче, або делегувати (передавати) їх іншим вузлам.

 Розподіленість зберігання інформації. Кожен вузол мережі обов'язково повинен зберігати

тільки ті дані, які входять до його зону відповідальності і (можливо) адреси кореневих DNS-

серверів.

 Кешування інформації. Вузол може зберігати деяку кількість даних не зі своєї зони

відповідальності для зменшення навантаження на мережу.

 Резервування. За зберігання і обслуговування своїх вузлів (зон) звичайно відповідають

декілька серверів, розділених як фізично, так і логічно, що забезпечує збереження даних і

продовження роботи навіть у випадку відмови одного з вузлів.

Система доменних імен розподіляє відповідальність за присвоєння доменних імен і відображення цих

імен в IP-адреси шляхом призначення уповноваженого сервера імен для кожного домену.

Уповноважені сервери імен призначені відповідальними за свої конкретні області, і в свою чергу,

можуть призначати інші уповноважені сервери імен для своїх піддоменів. Цей механізм зробив DNS

розподіленою, відмовостійкою і допоміг уникнути необхідності існування єдиного центрального

реєстру, який повинен постійно оновлюватися.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

Загалом системи доменних імен також зберігають інші види інформації, такі як список поштових

серверів , які отримують електронну пошту для даного домену Інтернет. Системи доменних імен є

важливим компонентом функціональності Інтернет.

DNS важлива для роботи Internet, бо для з'єднання з вузлом необхідна інформація про його IP-адресу,

а для людей простіше запам'ятовувати літерні (зазвичай осмислені) адреси, ніж послідовність цифр

IP-адреси. У деяких випадках це дозволяє використовувати віртуальні сервери, наприклад, HTTP-

сервери, розрізняючи їх за іменами запиту. Спочатку перетворення між доменними та IP-адресами

здійснювалося з використанням спеціального текстового файлу HOSTS, який формувався

централізовано і вручну оновлювався на кожній зі станцій мережі. З ростом мережі виникла

необхідність в ефективному автоматизованому механізмі, яким стала DNS.

Система доменних імен складається з трьох основних частин:

 простір доменних імен (Domain Name Space) і записи ресурсів (Resource Records) визначають

ієрархічний простір імен і дані, пов’язані з ресурсами, які містяться в них; запити до простору

імен виділяють потрібні типи інформації зі записів для вузлів, які запитують;

 сервери імен (Name Servers)– серверні програми, які зберігають інформацію про структуру

простору імен і з індивідуальними наборами даних, пов’язаних з ресурсами в них;

 розпізнавачі(Resolvers) – програми, які виділяють інформацію з серверів імен у відповідь на

запити клієнтів.

Протокол DNS використовує для роботи TCP- або UDP-порт 53 для відповідей на запити. Традиційно

запити і відповіді відправляються у вигляді однієї UDP данограми. Протокол TCP використовується,

якщо обсяг даних перевищує 512 байтів або при виконанні зонового пересилання (AXFR / IXFR).

3.2.1. Простір доменних імен та його структура

 Доменне ім’я – це ідентифікаційна позначка (етикетка), яке визначає область адміністративної

автономії, повноважень або регулювання в Internet, яка базується на системі доменних імен

(DNS). Доменні імена можуть бути некваліфікованими або повністю кваліфікованими. Імена та

IP-адреси не тотожні - одна IP-адреса може мати багато імен і кожне доменне ім'я можна

порівнювати з багатьма IP-адресами.

 Некваліфіковане доменне ім’я (Unqualified Name) – це доменне ім’я, яке складається тільки з

імені станції. Багато станцій у мережі можуть мати однакове некваліфіковане ім’я, тому воно

може ідентифікувати конкретну станцію тільки в межах локальної мережі.

 Повністю кваліфіковане доменне ім’я (Fully Qualified Domain Name - FQDN) утворюється

послідовністю імен від даного вузла до кореня дерева імен, розділених крапками, і читається

зліва направо від найбільш деталізованого до кореня. Тому станції з неунікальним

некваліфікованим іменем відповідає цілком унікальне повністю кваліфіковане ім’я.

Простір доменних імен – це розподілена база даних, яка зберігає ієрархічно організовану

інформацію про станції, ввімкнені у мережу. Простір доменних імен складається з дерева доменних

імен з коренем, розташованим зверху (рис. 3.1). Цей корінь неіменований і позначений окремою

крапкою (.). Кожен наступний вузол або листок, тобто кінцевий вузол, у дереві доменних імен

відповідає мережному ресурсу (станції або роутеру) ідентифікується доменним іменем і має

сукупність інформації про ресурси, яка складається з записів ресурсів (Resource Records- RRs).

 Домен (domain) – частина деревовидної структури простору доменних імен, яка ідентифікується

певним доменним іменем. Структура доменного імені відображає порядок проходження доменів

у ієрархічному вигляді; доменне ім'я читається зліва направо від молодших доменів до доменів

вищого рівня (у порядку підвищення значущості), кореневим доменом всієї системи є крапка

('.'), слідом ідуть домени першого рівня (географічні або тематичні), потім - домени другого,

третього рівня і т. д. (наприклад, для адреси ua.wikipedia.org домен першого рівня -- org,

другого wikipedia, третього ua). На практиці крапку в кінці імені часто опускають, але вона

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

буває важлива у випадках поділу між відносними доменами і повністю визначеними іменами

домену (Fully Qualifed Domain Name- FQDN).

 Піддомен (subdomain) - ім'я підлеглої зони, (наприклад, wikipedia.org - піддомен домену org,

а ua.wikipedia.org - домену wikipedia.org). Теоретично такий поділ може мати до 127

рівнів, а кожна етикетка може містити до 63 символів, загальна довжина разом з крапками не

може перевищити 254 символів. На практиці реєстратори доменних імен використовують більш

суворі обмеження.

 Зона – домен або частина домену, на яку поширюються адміністративні уповноваження сервера

імен. Право адмініструвати зону може бути передане третім особам, за рахунок чого

забезпечується розподіленість бази даних. При цьому особа, яка передала право на управління в

своїй базі даних, зберігає інформацію тільки про існування зони (але не підзон!), інформацію

про особи (організації), які управляють зоною, і адреси серверів, які відповідають за зону. Вся

інша інформація зберігається на серверах, відповідальних за зону.

 Уповноваженість (authoritative) - ознака розміщення зони на DNS-сервері. Відповіді DNS-

сервера можуть бути двох типів: уповноважені (коли сервер заявляє, що сам відповідає за зону) і

неуповноважені (non-authoritative), коли сервер обробляє запит і повертає відповідь інших

серверів. У деяких випадках замість передачі запиту далі DNS-сервер може повернути вже

відоме йому (за попередніми запитами) значення (режим кешування).

Рис. 3.1. Ієрархічна система доменних імен, організованих у зони,

кожна з яких обслуговується сервером імен.

Формат запису ресурсів має такий вигляд:

name ttl class type rdata

де name – доменне ім’я вузла, до якого належить запис (максимальна довжина 255 символів);

ttl – час існування (time-to live), 32-бітова величина без знаку, яка означає тривалість (в

секундах) чинності запису в кеші сервера імен. Нульове значення означає, що запис не

керується і вживається тільки в поточному запиті.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

class – клас сімейства протоколів:

Клас

Значення

Зміст

Зарезервовано

Internet

Клас

CHAOS

Клас

Hesiod

type – тип ресурсів, визначених даним записом; найбільш важливі типи DNS-записів такі:

 Запис A (address record) або запис адреси пов'язує ім'я станції з IP-адресою. Наприклад,

запит A-запису на ім'я referrals.icann.org поверне його IP адресу - 192.0.34.164

 Запис AAAA (IPv6 address record) пов'язує ім'я станції з адресою протоколу IPv6.

Наприклад, запит AAAA-запису на ім'я K.ROOT-SERVERS.NET поверне його IPv6-адресу

- 2001:7 fd:: 1

 Запис CNAME (canonical name record) або канонічний запис імені (псевдонім)

використовується для переспрямування на інше ім'я

 Запис MX (mail exchange) або поштовий обмінник вказує сервер(и) обміну поштою для

даного домену.

 Запис NS (name server) вказує на DNS-сервер для даного домену.

 Запис покажчика або запис PTR (pointer) пов'язує IP-адресу станції з її канонічним ім'ям.

Запит у домені in-addr.arpa про IP-адресу станції в зворотній формі поверне ім'я

(FQDN) даної станції. Наприклад, для IP адреси 192.0.34.164 запит запису PTR

164.34.0.192.in-addr.arpa поверне його канонічне ім'я referrals.icann.org. З

метою зменшення обсягу небажаної кореспонденції (спаму) багато серверів-одержувачів

електронної пошти можуть перевіряти наявність PTR-запису для станції, з якої

відбувається відсилання. У цьому випадку PTR-запис для IP-адреси повинен відповідати

тому імені поштового сервера, яким він представляється в процесі SMTP-сесії.

 Запис SOA (Start of Authority) або початковий запис зони вказує, на якому сервері

зберігається еталонна інформація про даний домен, містить контактну інформацію про

особу, відповідальну за дану зону, таймери кешування зонної інформації та взаємодії

DNS-серверів.

 Запис SRV (server selection) вказує на сервери для послуг.

rdata – дані, пов’язані з кожним записом; значення залежить від типу визначеного

значення, при чому більшість типів мають декілька елементів, наприклад:

Тип

Значення

rdata

бітова

адреса

Доменне ім

’

CNAME

Доменне ім

’

SOA

Доменне ім

’

я первинного сервера імен для цієї зони

Доменне ім’я , яке конкретизує поштову скриньку особи, відповідальної за цю зону

32-бітовий послідовний номер без знаку для дати в зоні, звичайно у форматі

yyyymmdd

32-бітовий часовий інтервал перед оновленням зони (в секундах)

32-бітовий часовий інтервал перед новою спробою оновлення зони (в секундах)

32-бітовий часовий інтервал перед завершенням чинності даних (в секундах)

32-бітове число без знаку для мінімуму TTL для довільного запису ресурсів (RR) у цій

зоні

PTR

Доменне ім

’

Дерево доменних імен підрозділяється на зони починаючи з кореневої зони. DNS-зона

складається з набору пов'язаних вузлів, які відповідально обслуговуються уповноваженим сервером

імен (authoritative nameserver). Зауважимо, що однин сервер імен може обслуговувати декілька зон.

Адміністративна відповідальність за будь-яку зону може бути розділена, тим самим створюючи

додаткові зони. Повноваження називають делегованими для частини старого простору, як правило, у

вигляді піддоменів, іншому серверу імен та адміністративному органу. Стара зона перестає бути

повноважною для нової зони.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

Доменні імена можна використовувати у різних мережних контекстах з використанням

іменувань, орієнтованих на певні застосування чи характеристики адресації. Вони організовані у

підпорядковані рівні (піддомени) кореневого домену DNS, який не має імені. До системи доменних

імен першого рівня належати так звані домени найвищого рівня (Top Level Domains – TLDs) включно з

основними доменами найвищого рівня (generic Top Level Domains – gTLDs), наведеними в табл. 3.1, і

домени найвищого рівня з кодами країни (country code top-level domains - ccTLDs). Під цим

верхнім рівнем розташовані домени другого і третього рівнів, які звичайно відкриті для резервування

користувачами, які бажають під’єднувати локальні мережі до Internet, вести веб-сайти або

створювати загальнодоступні Internet-ресурси. Реєстрація цих доменів звичайно здійснюється

реєстраторами доменних імен (domain name registrars), які надають свої послуги для загалу

користувачів.

Таблиця 3.1. Основні домени найвищого рівня (gTLDs).

Всесвітні основні домени

edu

Освітні установи

com

Комерційні організації

net

Надавачі (провайдери) мережних послуг

int

Міжнародні організації

org

Інші організації, не вказані досі

Основні домени, чинні тільки для США

gov

Федеральні установи США

mil

Військові установи США

Багато доменів верхнього рівня підтримують сервіс whois, який дозволяє дізнатися, кому делеговано

домен, та отримати іншу технічну інформацію.

3.2.1.1.

Реєстрація домену

Реєстрація домену – це процедура отримання доменного імені. Полягає у створенні записів в

базі даних DNS, які вказують на адміністратора домену. Порядок реєстрації та вимоги залежать від

обраної доменної зони. Реєстрація домену може бути виконана як організацією-реєстратором, так і

приватною особою, якщо це дозволяють правила вибраної доменної зони.

Права використання доменних імен делегуються реєстраторами доменних імен (domain

name registrars), акредитованими спеціальною організацією Internet Corporation for Assigned

Names and Numbers (ICANN), яка наглядає за використанням систем імен і нумерації (IP-

адресації) в Internet. Окрім ICANN, кожен домен найвищого рівня (TLD) технічно

обслуговується адміністративною організацією, яка здійснює реєстрацію і провадить реєстр.

Реєстр відповідає за обслуговування бази даних імен, зареєстрованих адміністратором TLD.

У реєстр поміщається реєстраційна інформація від кожного реєстратора доменних імен,

авторизованого для надавання імен у відповідному TLD; ця інформація публікується з

використанням спеціального сервісного протоколу WHOIS.

Певні реєстратури доменних імен, які часто називають мережними інформаційними

центрами (network information center - NIC), також діють як реєстратори кінцевих користувачів.

Старші реєстратури доменів вищого рівня використовують модель реєстратура- реєстратор, яка

містить сотні реєстраторів доменних імен. У цьому методі управління реєстр лише керує базою даних

доменних імен і відносинами між реєстраторами. Реєстровані, тобто користувачі доменних імен – це

замовники у реєстраторів, в окремих випадках з використанням додаткових посередніх рівнів.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

3.2.2. Сервери імен DNS

Система DNS містить ієрархію серверів DNS. Кожен домен або піддомен підтримується щонайменше

одним повноважним DNS-сервером (від authoritative- авторитетний, повноважний, що заслуговує

довіри; стосовно до DNS-серверів імен часто вживають і інші варіанти перекладу: авторизований,

авторитативний), на якому розташована інформація про домен. Ієрархія серверів DNS співпадає з

ієрархією доменів. Верхній рівень ієрархії обслуговують кореневі сервери імен; ці сервери вживають

для запитів при пошуку (розпізнанні) доменних імен верхнього рівня (top-level domain name - TLD).

 DNS-сервер - спеціалізоване програмне забезпечення для обслуговування DNS. DNS-сервер

може бути відповідальним за деякі зони і/або може переспрямовувати запити серверам,

розташованим ієрархічно вище.

 DNS-клієнт - спеціалізована бібліотека (або програма) для роботи з DNS. У ряді випадків DNS-

сервер виступає в ролі DNS-клієнта.

 DNS-запит (DNS query) - запит від клієнта (або від сервера) до сервера. Запит може бути

рекурсивним або нерекурсивним. Нерекурсивний запит повертає дані про зону, яка належить до

зони відповідальності DNS-сервера (який отримав запит) або повертає адреси кореневих

серверів (точніше, адресу будь-якого сервера, який має більший обсяг інформації про запитану

зону, ніж відповідальний сервер). У разі рекурсивного запиту сервер опитує сервери (в порядку

зменшення рівня зон в імені), доки не знайде відповідь або не виявить, що домен не існує.

Концепція ієрархічного простору імен базується на поділі простору імен на зони і ці зони

розподілені серед серверів імен таким чином, що кожен сервер імен має повноваженння тільки щодо

малої частки простору імен. Поділ часто базується на межах організацій і дозволяє довільний

подальший поділ. Сервер імен може підтримувати більше, ніж одну зону і одна зона може

обслуговуватися більш ніж одним сервером. Для підвищення стійкості системи використовується

багато серверів, що містять ідентичну інформацію, а в протоколі є засоби, що дозволяють

підтримувати синхронність інформації, розташованої на різних серверах. Існує 13 кореневих

серверів, їх адреси практично не змінюються.

Рис. 3.2 . Категорії серверів імен.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

Сервери імен відносяться до однієї з трьох категорій (рис. 3.2):

 Первинний сервер імен (Primary Name Server) обслуговує дані цієї зони для зон, які мають

повноваження понад нею. Запити щодо цих даних отримують відповіді з інформацією, яка

зберігається у цьому сервері імен.

 Вторинний сервер імен (Secondary Name Server) має повноваження для зони, але не обслуговує

дані з власних засобів зберігання даних. Дані про зону копіюються з бази даних первинного

сервера імен, коли сервери розпочинають роботу. Це називають зоновим пересиланням. Далі

вторинний сервер комунікується з первинним через регулярні проміжки часу.

 Сервер імен тільки з кешуванням (Caching-only Name Server) не має повноважень для жодної

зони і містить тільки записи, які вказують на інші (первинні або вторинні) сервери імен. Дані

зберігаються в кеші для майбутнього використання і видаляються після вичерпання відповідного

таймера (time-to live– TTL).

Головною функцією серверів імен є надавання відповідей на запити клієнтів. Ці запити

пересилаються у DNS-повідомленнях та ідентифікують тип інформації, який клієнт бажає отримати з

бази даних чи від станції. Сервер імен може відповісти на запити декількома способами залежно від

режиму операцій клієнта і сервера, зокрема, в рекурсивному (рис. 3.3, а) та нерекурсивному або

ітеративному (рис. 3.3, б) режимах.

Рис. 3.3 . Приклади рекурсивного (а) та ітеративного режимів (б) операцій клієнта і сервера DNS.

 Рекурсивний режим (Recursive Mode) – клієнт здійснює рекурсивний запит про інформацію

щодо певного доменного імені, на який сервер імен зобов'язаний повернути кінцевий

результат, тобто IP-адресу, або повідомити про помилку. Детальніше, сервер імен може

відповісти або потрібною інформацією, або повідомленням про помилку, якщо вказане

доменне ім’я не існує (помилка в імені), або якщо відсутня запитана інформація. Якщо

сервер імен не має повноважень над доменним іменем у запиті, то він повинен вислати

власний запит до іншого сервера імен для знаходження відповіді. Такі сервери імен вказані в

додаткових записах бази даних. Послідовність дій для априкладу (рис. .,а):

1. Клієнт в домені А висилає запит до свого сервера імен, запитуючи про IP-адресу

станції в домені B.

2. Вказаний сервер імен не має повноважень над доменом B і не має записів щодо

потрібної станції. Однак цей сервер імен має запис, який вказує на уповноважений

сервер імен для домену B і він висилає запит до цього сервера, запитуючи про адресу

станції.

3. Сервер імен в домені B повертає відповідь з адресою станції до сервера імен в домені

4. Сервер імен в домені A повертає цю адресу станції до станції клієнта.

 Нерекурсивний або ітеративний режим (Nonrecursive or iterative mode) – коли клієнт виcлав

запит, то сервер імен має такий вибір можливостей: якщо він має інформацію, то повертає її

у відповіді, якщо ні, то він може відповісти на запит іменами та адресами інших серверів

імен, до яких може звернутися клієнт. Послідовність дій для прикладу (рис.:. б):

1. Клієнт в домені A висилає перший запит до свого сервера імен, запитуючи про адресу

станції в домені B.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

2. Цей сервер не має повноважень над доменом B і не має записів про потрібну станцію,

однак має запис, який вказує на повноважний сервер імен домену B. Він дає негативну

відповідь на запит клієнта і висилає йому адресу сервера імен домену B.

3. Клієнт висилає другий запит до сервера імен у домені B.

4. Сервер імен у домені B висилає відповідь з адресою станції до станції клієнта.

Початково планувалося, що цей процес буде здійснюватися так:

1. локальна система заздалегідь налаштована з відомим адресами кореневих серверів у файлі

кореневі посилання, які місцевий адміністратор повинен періодично оновлювати з надійного

джерела, щоб вносити зміни в дані, які відбуваються з часом;

2. запитувати однин з кореневих серверів, щоб знайти сервер, уповноважений для наступного

нижчого рівня (так у випадку з простим іменем станції www.inadomain.example кореневий

сервер буде запитувати домен верхнього рівня про адресу сервера з докладними знаннями про

example);

3. запитувати цей другий сервер щодо адреси DNS-сервера з докладними знаннями домену

другого рівня (у нашому прикладі inadomain.example);

4. повторювати попередній крок дляпросування вниз за назвою, до останнього кроку, який,

замість отримання адреси наступного DNS-сервера, повинен повернути остаточну адресу, яка

була потрібна.

Механізм розпізнавання у цьому простому вигляді має недолік - він накладає великі операційне

навантаження на кореневі сервери, бо кожен пошук адреси починається від запиту до одного з них.

Це критичне, бо вони забезпечують загальні функції системи і такі великі навантаження можуть

створити непереборні вузькі місця для великої кількості запитів, які висилаються кожного дня. На

практиці для подолання цієї проблеми використовується кешування і фактично кореневі сервери імен

мають справу з дуже малою частиною загального трафіку.

На практиці пошук починається з DNS-серверів, найбільш близьких до шуканого; якщо

інформація про них є в кеші і не застаріла, сервер може не запитувати інші DNS-сервери). Рекурсивні

запити вимагають більше ресурсів від сервера і створюють більший трафік, так що вони звичайно

приймаються від вузлів, «відомих» власнику сервера (наприклад, провайдер надає можливість робити

рекурсивні запити тільки своїм клієнтам, у корпоративній мережі рекурсивні запити приймаються

тільки з локального сегмента). Нерекурсивні запити звичайно приймаються від усіх вузлів мережі (і

осмислена відповідь дається тільки на запити про зону, яка розміщена на даному вузлі, на DNS-запит

про інші зони звичайно повертаються адреси кореневих серверів).Запит на визначення імені звичайно

не йде далі від кешу DNS, який зберігає відповіді на запити, що проходили через нього раніше. Разом

з відповіддю приходить інформація про те, скільки часу дозволяється зберігати цей запис в кеші.

Часовий інтервал, протягом якого розпізнавач кешує DNS-відповіді (тобто доки відповіді DNS

залишаються чинними) визначається величиною, яку називають часом існування (time to live - TTL).

TTL встановлює адміністратор DNS-сервера. Термін дії може змінюватися від декількох секунд до

декількох днів або навіть тижнів.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

3.2.3. Розпізнавачі

Розпізнавачі (Resolvers) – це третя компонента системи доменних імен - клієнтська сторона в

DNS. Вона відповідає за ініціювання та реалізацію послідовності запитів, які в кінцевому підсумку

повинні призвести до повного вирішення завдання пошуку ресурсу, наприклад, перекладу доменного

імені на IP-адресу. Користувачі, як правило, безпосередньо не спілкуються з розпізнавачем DNS.

Замість цього розв’язання DNS прозоро відбувається в таких ужиткових програмах, як веб-браузери,

клієнти електронної пошти та інших застосуваннях Інтернет. Якщо ужиткова програма робить запит,

що вимагає пошуку доменного імені, то такі програми відсилають запит на розв'язання до

розпізнавача DNS в локальній операційній системі, яка, в свою чергу, обслуговує потрібну

комунікацію. Більш конкретно, клієнт робить запит до сервера імен за допомогою програми

користувача, яка виконується на станції. Ця програма звертається до розпізнавача, який працює на тій

самій станції, що й програма користувача, перетворює запит у специфікацію записів ресурсів,

ймовірно розташованих у просторі доменних імен. Тоді запит висилається до сервера імен, який

повинен відповісти розпізнавачу бажаною інформацією. Далі ця інформація повертається до

програми користувача у форматі, сумісному з форматом даних цієї станції.

Розпізнавачі звичайно виконують три функції.

1. Трансляція імені станції в її адресу. Програма-клієнт, наприклад, FTP, формує рядок, який

репрезентує ім’я станції у повністю кваліфікованому або некваліфікованому вигляді. Якщо ім’я

некваліфіковане, то розпізнавач доповнює його джерельним доменним іменем перед висиланням

до сервера. Для кожної станції сконфігуровані 4 параметри – IP-адреса, ім’я станції, джерельне

доменне ім’я (тобто ім’я домену, до якого належить станція), IP-адреса сервера імен, який

використовується. Розпізнавач транслює цю вимогу у запит про записи ресурсів адрес (тип A) і

висилає його до визначеного сервера імен. Вказаний сервер відповідає одною або декількома 32-

бітовими IP-адресами.

2. Трансляція адреси в ім’я станції. Зі записом DNS можуть бути зіставлені різні дані, у тому числі

й будь-яке символьне ім'я. Існує спеціальний домен in-addr.arpa, записи в якому

використовуються для перетворення IP-адрес в символьні імена. Розпізнавач запитує сервер імен

про рядок, який репрезентує ім’я станції, вказаної у запиті 32-бітовою IP-адресою. Цей тип запиту

орієнтований на записи типу RTR в просторі імен in-addr.arpa. Розпізнавач інвертує IP-

адресу і доповнює її символами in-addr.arpa перед висиланням до сервера імен.

Зворотний порядок запису частин IP-адреси пояснюється тим, що в IP-адреси старші біти

розташовані на початку, а в символьних DNS-іменах старші частини (які містяться ближче до

кореня) розташовані в кінці. Наприклад, для отримання DNS-імені для адреси 11.22.33.44

можна запитати у DNS-сервера про запис 44.33.22.11.in-addr.arpa і той поверне

відповідне символьне ім'я.

3. Загальна функція пошуку. Ця функція дозволяє розпізнавану робити загальні запити до серверів

імен, вимагаючи всі узгоджені записи ресурсів, які базуються на даному імені, клас і тип

визначаються у запиті.

Існують два типи розпізнавачів – повний розпізнавач і тупиковий розпізнавач. Перший тип –

це програма, визначена користувацькою клієнтською програмою. Повний розпізнавач має сукупність

серверів імен за замовчуванням, які знають про нього, а такж має кеш для зберігання відповідей від

серверів імен для подальшого їх використання. Такий розпізнавач або інший DNS-сервер, який діє

рекурсивно від імені цього розпізнавача, погоджує використання рекурсивних служб за допомогою

бітів у заголовках запитів. Розпізнавання звичайно потребує ітерацій через декілька серверів імен,

щоб знайти необхідну інформацію. Однак, деякі розпізнавачі діють спрощено і можуть спілкуватися

тільки з одним сервером імен.

Другий тип, більш поширений (так звані тупиковий розпізнавач), - це підпрограма або

підпрограми, пов’язані з програмою користувача. Він здійснює ті самі функції, але не має кешу. Ці

прості розпізнавачі опираються на рекурсивні сервери імен для виконання робіт з пошуку інформації

для них.

2. Мережі IP.

_______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

М. Павликевич. Телекомунікаційні мережі. Навчальний посібник для студентів спеціальності

"Інформаційні мережі зв'язку, 2009.

4. Трансляція мережних адрес

4.1. Мотивація впровадження трансляції мережних адрес.

Дві ключові проблеми, які існують в Internet – це вичерпання адресного простору і

масштабування в роутінгу. Трансляція мережевих адрес (Network Address Translation – NAT) є

властивістю, яка дозволяє IP-мережам організацій, дивлячись зовні, використовувати інший адресний

простір IP, ніж він у дійсності використовується всередині. Це значить, що NAT дозволяє

організаціям, які не мають глобально маршрутованих адрес, отримувати сполучення до Internet, через

трансляцію цих адрес у глобально маршрутований адресний простір. NAT також дозволяє

здійснювати більш придатну стратегію перенумерації адрес для організацій, які змінюють свого

надавача послуг доступу до Internet (Internet Service Provider – ISP) або бажають здійснити зміну

адрес в блок безкласового міждоменного роутінгу (Classless InterDomain Routing – CIDR). NAT

вперше описана у RFC 1631.

У сучасних умовах організації достатньо часто змінюють своє розташування, що пов’язане з

появою нових підрозділів, філій, віддалених офісів тощо. Тому потрібні мережні рішення, які

забезпечують прозорий, масштабований і двосторонній зв’язок між віддаленими частинами єдиної

корпоративної мережі, наприклад, між мережею в головній садибі організації та мережею в її

віддаленій філії. В одних випадках бажано зберегти адресний план мережі головної садиби у філіях

навіть коли ці філії використовують приватні адреси згідно з RFC 1918, а в інших – вибрати цілком

відмінні адресні схеми.

Суттєвою особливістю адміністрування адресним простором IP є те, що організації

отримують IP-адреси для доступу до глобального Internet від своїх надавачів Internet-послуг. При

цьому необхідна перенумерація всіх стацій мережі відповідно до нового адресного простору. Навіть

коли організація має власний адресний простір, то цих власних адрес може виявитися недостатньо,

коли кількість станцій, під’єднаних до мережі організації, зростає. У цьому випадку певні внутрішні

адреси можуть бути трансльовані в одну або в декілька зовнішніх адрес з використанням способу

“перевантаження”, який також називають трансляцією на рівень програмних портів (Port Address

Translation - PAT). PAT вживається для відображення декількох внутрішніх адрес (до 4000) на одну

зовнішню адресу і вживає унікальний номер програмного порта для однієї зовнішньої IP-адреси, щоб

розрізняти різні трансляції. Ключовим завданням у цих випадках є знаходження розв’язання, коли

потрібний двосторонній зв’язок незалежно від вибраної схеми адресації.

Крім того, швидке зростання Internet, потреба забезпечення унікальності адрес в Internet і

обмеженість ресурсів адресного простору IP приводить до застосування політики виділення адрес,

орієнтованої на їх економне витрачання. Це може обмежувати гнучкість адресних планів,

впроваджуваних окремими організаціями. Використання приватного адресного простору (RFC 1918)

дозволяє організаціям мати адресні плани, більш гнучкі від тих, які можуть бути реалізовані з

глобально унікальними адресами.

Найкращим способом вирішення описаної проблеми є застосування трансляції мережевих

адрес (Network Address Translation – NAT), яка вперше була описана в RFC 1631. У своїй

найпростішій конфігурації NAT діє в роутері, який сполучає дві мережі. Кожна з цих мереж може

використовувати для свого адресного плану глобально унікальні IP-адреси, приватні IP-адреси згідно

з RFC 1918 або адреси, офіційновиділені іншій організації. Для зручності одну з цих мереж назвемо

“внутрішньою”, а іншу – “зовнішньою”. Внутрішня мережа вважатиметься адресованою адресами,

які мусять бути трансльованими, перш ніж пакети будуть вислані назовні до іншої мережі. NAT

також може бути здійснена двосторонньо, в деяких ситуаціях транслюючи як адресу джерела, так і

адресу призначення.