Dns протокол. DNS и доменные имена

Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Этот протокол несимметричен - в нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес.

Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает ответ клиенту, если же нет - то он посылает запрос DNS-серверу другого домена, который может сам обработать запрос, либо передать его другому DNS-серверу. Все DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей работе IP-адреса нескольких DNS-серверов, для повышения надежности своей работы.

База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен (узел дерева) имеет имя и может содержать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие узлам домена.

Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network Information Center. Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры, а для различных типов организаций используются следующие аббревиатуры:

· com - коммерческие организации (например, microsoft.com);

· edu - образовательные (например, mit.edu);

· gov - правительственные организации (например, nsf.gov);

· org - некоммерческие организации (например, fidonet.org);

· net - организации, поддерживающие сети (например, nsf.net).

Каждый домен DNS администрируется отдельной организацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены и передает функции администрирования этих поддоменов другим организациям. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. Имя домена может содержать до 63 символов. Каждый хост в сети Internet однозначно определяется своим полным доменным именем (fully qualified domain name, FQDN) , которое включает имена всех доменов по направлению от хоста к корню. Пример полного DNS-имени: citint.dol.ru.

В сетях TCP/IP компьютеры для общения между собой используют IP-адреса. Однако то, что удобно машинам, неудобно людям. Сама человеческая натура протестует против запоминания чисел типа 192.120.18.34. К тому же IP-адреса совсем не информативны. По IP-адресу невозможно понять, что это: сервер, ПК, маршрутизатор или сетевой принтер. Приятней работать с осмысленными именами, такими как sales-server. Тем не менее сетевые устройства обращаются друг к другу, используя IP-адрес, а не имена.

Решает эту проблему система именования сетевых объектов, которая отвечает за преобразование символьных имен в IP-адреса. Системе передается имя (например archie.univie.ac.at), а она возвращает IP-адрес (140.78.3.8).

Система имен доменов (Domain Name System, DNS) появилась середине 80-х годов. DNS реализует иерархическое пространство имен. Единицей измерения является домен (территория, область). Понятие домена DNS не надо путать с доменом Windows NT или доменом NIS. Они не имеют друг к другу никакого отношения. На Рисунке 4.7. приведена часть иерархической структуры DNS сети Internet.

Вся сеть представляется в виде единого иерархического дерева. На вершине располагается корневой домен (обозначается символом "●"). Ниже находятся домены первого уровня. Поскольку Internet развивался в первую очередь в США, это вызвало некоторый крен при формировании доменов первого уровня: Internet как бы оказался поделенным между США и всем остальным миром.

Наиболее известные домены первого уровня:

com - коммерческие организации (главным образом в США);

edu - учебные заведения США;

gov - правительственные учреждения США;

mil - военные учреждения США;

net - различные сетевые агентства и Internet-провайдеры;

int - международные организации;

org - некоммерческие учреждения;

код страны - двухбуквенный код для обозначения государства (ru - для России).

Ниже доменов первого уровня располагаются домены второго уровня и так далее вплоть до хостов. Для доменов первого уровня, обозначающих государства, доменами второго уровня часто бывают города (например, msk - для Москвы), а доменами третьего уровня - предприятия и организации.

Любой хост или домен в Internet однозначно идентифицируется так называемым полным доменным именем (Fully Qualified Domain Name, FQDN). Его иногда еще называют абсолютным доменным адресом.

Так, для сетевого устройства host1 полное доменное имя будет host1.company1.msk.ru. а для домена company1 - company1.msk.ru.

Домены в FQDN записываются справа налево в порядке подчинения и разделяются точками. Каждая отдельная составляющая FQDN называется меткой (label). Длина метки не должна превышать 63 символа, а полная длина FQDN - 255 символов. Допустимыми символами являются буквы английского языка, цифры и знак дефиса "-" (знак дефиса не может стоять в начале или конце метки). Регистр букв значения не имеет, т. е. company1.msk.ru. и COMPANY1.MSK.RU. обозначают один и тот же домен.

Конечная точка в полном доменном имени обозначает, во-первых, корневой домен, и, во-вторых, что используется абсолютная адресация.

Кроме абсолютной применяется и относительная доменная адресация. Когда два устройства находятся в одном и том же домене, они могут обращаться друг к другу по имени, не указывая полного доменного пути. Так, host2 обращается к host1 двумя способами:

· по полному доменному имени host1.company1.msk.ru.

· по относительному доменному адресу host1

В полном доменном имени конечную точку можно не ставить, поскольку обычно программное обеспечение TCP/IP подразумевает, что составное доменное имя (т. е. когда присутствует более двух меток) обозначает FQDN. Таким образом,

company1.msk.ru. и company.msk.ru.

Домены находятся в иерархическом подчинении друг другу, причем домены являются узлами дерева доменов, а хосты - листьями.

Понятие домена достаточно емкое и в то же время гибкое. Оно не ограничивается какими-то физическими границами, например границами IP-сети или сегмента Ethernet. Доменом DNS может быть и страна, и предприятие, и отдел банка. Один домен может включать как множество сетей, так и только часть одной сети или даже подсети.

Основное назначение DNS состоит в преобразовании имени хоста в его IP-адрес. На самом деле DNS является системой, не зависимой от протокола сетевого уровня, т. е. она может быть реализована не только в среде TCP/IP. Однако функции DNS этим не ограничиваются. DNS позволяет получить следующую информацию: IP-адрес хоста; доменное имя хоста по его IP-адресу; псевдонимы хоста, тип центрального процессора и операционной системы хоста; сетевые протоколы, поддерживаемые хостом; почтовый шлюз; почтовый ящик: почтовую группу; IP-адрес и доменное имя сервера имен доменов. Существует и ряд других, реже используемых параметров.

В этой статье рассмотрены необходимые для практического применения базовые аспекты функционирования .

DNS (Domain Name System - система доменных имен) представляет собой распределенную систему хранения и обработки информации о доменных зонах. Она необходима, в первую очередь, для соотнесения IP-адресов устройств в сети и более адаптированных для человеческого восприятия символьных имен. Предоставление информации об IP-адресах хостов по символьному адресу - не единственная задача DNS. Система работает с разными типами ресурсных записей, позволяющими реализовывать весьма широкий круг задач: переадресация между доменными именами, балансировка нагрузки между хостами, привязка специфических сервисов (напр., эл. почты) к домену.

Система доменных имен является одной из фундаментальных технологий современной интернет-среды, так как информация об IP-адресе запрашиваемого узла - обязательное условие получения ответа на любой интернет-запрос. Но IP-адрес представляет собой числовое значение вида "1.23.45.67", неподходящее для комфортного восприятия человеком. К тому же основной принцип распределения IP-адресов в сети - уникальность. Важно и то, что сетевой адрес - не самый устойчивый параметр. Он может изменяться (напр., при смене хоста, обслуживающего запрашиваемый узел, смене хостинг-провайдера, и т.п.). Все перечисленные особенности делают систему навигации по сетевым адресам сложной для человека.

DNS обеспечивает преобразование запрашиваемого клиентом символьного имени домена в IP-адрес (адреса) обслуживающего эту доменную зону сервера (серверов). Изначально, до разрастания сети интернет, адреса преобразовывались согласно содержимому файла "hosts", составлявшегося централизованно и автоматически рассылавшегося на каждую из машин в сети. По мере роста глобальной сети такой метод перестал оправдывать себя - появилась потребность в новом механизме, которым и стала DNS, разработанная в 1983 году Полом Мокапетрисом.

Ключевыми характеристиками DNS являются:

Распределенность хранения и управления - каждый DNS-сервер обязан хранить информацию только по делегированным ему доменам, а ответственность за различные узлы дерева доменных имен несут разные лица
Кэширование данных - DNS-сервер может временно хранить некоторое количество информации о неделегированных ему доменах для уменьшения уровня общей нагрузки
Иерархическая структура - узел, ответственный за доменную зону, может самостоятельно делегировать нижестоящие узлы другим DNS-серверам
Резервирование - хранение и обработка информации об одних и тех же узлах обычно обеспечивается несколькими DNS-серверами, изолированными физически и логически. Такой подход обеспечивает доступность информации даже при сбое одного или нескольких узлов.

Иерархия и делегирование доменных имен

Домен представляет собой именованную ветвь в дереве имен, включающую в себя сам узел (напр., домен первого уровня ".com"), а также подчиненные ему узлы (напр., домен второго уровня "example.com", домен третьего уровня "mail.example.com" и т.д.). Для обозначения иерархической принадлежности доменных имен принято использовать понятие "уровень" - показатель положения узла в дереве доменов. Чем ниже значение уровня, тем выше иерархическое положение домена

"." - домен нулевого уровня
".ru" - домен первого (верхнего) уровня
"example.com" - домен второго уровня
"mail.example.com" - домен третьего уровня
Этот список можно продолжать

Обратите внимание на домен нулевого уровня "." (dot - точка) , также называемый корневым. На практике точку обычно не указывают ("example.com" вместо "example.com."), т.е. указание корневого домена не является обязательным условиям разрешения IP-адреса. Большинство клиентских программ (интернет-браузеров и т.д.) добавляют домен нулевого уровня автоматически и не отображают его пользователю. Доменное имя, не включающее обозначение домена нулевого уровня называется относительным, включающее же точку на конце - полностью определенным (FQDN - Fully Qualified Domain Name) .

Доменная зона - часть иерархического дерева доменных имен (напр. ".ru"), целиком переданная на обслуживание определенному DNS-серверу (чаще нескольким) с целью делегирования другому лицу ответственности за этот и все подчиненные домены ("anyaddress.ru", "any.anyaddress.ru").

Делегирование - передача ответственности за определенную ветвь дерева доменных имен другому физическому или юридическому лицу. Именно эта процедура практически реализует важный принцип работы DNS - распределенность хранения записей и обработки запросов. Сам процесс делегирования представляет собой добавление в ресурсные записи родительской зоны (".ru"), так называемых "склеивающих" ("glue") NS-записей для делегируемой дочерней зоны ("example.com"), указывающих на DNS-сервера принимающей домен стороны (например, DNS-сервера нашей компании). С этого момента все ресурсные записи домена второго уровня "example.com" и всех его дочерних доменов (например, "mail.example.com" и т.д.) хранятся на DNS-серверах этой компании, а родительская зона ".ru" хранит только указывающие на эти сервера NS-записи.

DNS-сервер - хост, хранящий ресурсные записи и обрабатывающий DNS-запросы. DNS-сервер может самостоятельно разрешать адреса, относящиеся к зоне его ответственности (в примере выше это зона example.com), или передавать запросы по зонам, которые он не обслуживает, вышестоящим серверам.

DNS-клиент - набор программных средств для работы с DNS. Сам DNS-сервер периодически также выступает в качестве клиента.

Основные типы ресурсных записей

Ресурсная запись (RR - Resource Record) - единица хранения и передачи информации в DNS, включающая в себя следующие элементы (поля):

Имя (Name) - имя домена, к которому относится запись
TTL (Time To Live) - допустимое время хранения записи неответственным сервером
Тип (Type) - параметр, определяющий назначение и формат записи в поле данных (Rdata)
Класс (Class) - тип сети передачи данных (подразумевается возможность DNS работать с типами сетей, отличных от TCP/IP)
Длина поля данных (Rdlen)
Поле данных (Rdata) - содержание и формат поля зависят от типа записи

Ниже представлены типы ресурсных записей, используемые чаще всего:

A (IPv4 Address Record - адресная запись) - связывает доменное имя с IPv4-адресом хоста
AAAA (IPv6 Address Record) - связывает доменное имя с IPv6-адресом хоста (аналогично А-записи)
CNAME (Canonical Name Record - каноническая запись имени) - используется для перенаправления на другое доменное имя
MX (Mail Exchange - почтовый обменник) - ссылается на почтовый сервер, обслуживающий домен
NS (Name Server - сервер имен) - ссылается на DNS-сервер, ответственный за домен
TXT - текстовое описание домена. Зачастую требуется для выполнения специфических задач (например, подтверждения права собственности на домен при привязке его к почтовому сервису)
PTR (Point to Reverse - запись указателя) - связывает ip-адрес машины с доменом, используется преимущественно для проверки сторонними почтовыми сервисами отправляемых через эту машину электронных писем на отношение к домену, указанному в параметрах почтового сервера. При несоответствии этих параметров письмо проверяется более тщательно по другим критериям.

Рекурсивные и нерекурсивные DNS-запросы

Рекурсией называется модель обработки запросов DNS-сервером, при которой последний осуществляет полный поиск информации, в том числе о доменах, неделегированных ему, при необходимости обращаясь к другим DNS-серверам.

DNS-запросы (DNS queries) от клиента (сервера) к серверу бывают рекурсивными и нерекурсивными. В первом случае DNS-сервер, принявший запрос, опрашивает все узлы в порядке убывания уровня зон, пока не получит положительный ответ или информацию о том, что запрашиваемый домен не существует. В случае с нерекурсивными запросами сервер даст положительный ответ только при запросе узла, входящего в доменную зону, за которую этот сервер ответственен. Отсутствие рекурсии может быть обусловлено не только типом запроса, но и запретом на выполнение таких запросов со стороны самого DNS-сервера.

Кэширование - еще одна важная характеристика DNS. При последовательном обращении сервера к другим узлам в процессе выполнения рекурсивного запроса DNS-сервер может временно сохранять в кеш-памяти информацию, содержащуюся в получаемых им ответах. В таком случае повторный запрос домена не идет дальше его кэш-памяти. Предельно допустимое время кэширования содержится в поле TTL ресурсной записи.

Так, вот DNS — это одна из основополагающих вещей, на которых построена работа всего интернета. Это аббревиатура расшифровывается как Domain Name System, что в переводе означает доменная система имен .

Этого вопроса (устройства доменной системы имен) я уже касался, когда рассказывал о том, но только вскользь. Сегодня я хочу поговорить о роли ДНС-серверов в работе сайтов и всего интернета в целом.

Зачем нужны DNS-сервера и что это такое?

Система же доменных имен оперирует уже полноценными именами (буквы латиницы, цифры, тире и нижнее подчеркивание допускается при их формировании)..120.169.66 малоинформативен) и ими проще оперировать.

Последнее относится именно к человеческому фактору, ибо машинам по-прежнему удобнее использовать IP адреса, что они и делают.. Но зато он понимает, что это доменное имя, а значит информацию о том, на каком IP размещен данных сайт, он сможет получить от DNS-сервера .

Вот именно на этих ДНС-серверах (иногда их еще называют NS от Name Server, т.е server имен ) и держится весь интернет (как плоский мир на трех китах, стоящих на черепахе). не требующий непосредственного участия человека в своей работе (настроили его — он и пашет в режиме 24 на 7). И таких DNS-серверов в сети очень много.

Как работает DNS и причем тут файл Hosts?

На заре интернета ДНС вообще не существовало. Но как же тогда работала сеть?.120.169.66? За это дело тогда (да и сейчас тоже) отвечал так называемый , где были прописаны все хосты тогда еще маленького интернета.

Такой файл находился (и сейчас находится) на каждом компьютере пользователя (на вашем тоже он есть) подключенного к сети (как его найти смотрите по приведенной выше ссылке).

В файле Hosts было прописано несколько тысяч строк (по числу сайтов в интернете на тот момент), в каждой из которых сначала был прописал IP адрес, а затем через пробел соответствующий ему домен. Вот так выглядела бы запись для моего блога, существуй он в сети лет так двадцать пять — тридцать назад:

109.120.169.66 сайт

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога сайт

посмотреть еще ролики можно перейдя на

");">

Вам может быть интересно

Сервер - что это такое
Покупка домена (доменного имени) на примере регистратора Reghouse WHOIS сервисы - информация о домене (чей он, каков его возраст и история, когда освобождается) или IP адресе
Файл Hosts - что это такое, где он находится в Windows, что с ним делать вебмастеру и как удалить из него записи вирусов
Проверка на занятость и покупка доменного имени, чем отличаются регистраторы и реселлеры доменов и что такое WHOIS Как зарегистрировать домен (купить доменное имя у регистратора)

DNS (Domain Name System ) – служба имен, предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла. Спецификация DNS определяется стандартами RFC 819, 1034 и 1035.

Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня . Этот протокол несимметричен – в нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес.

Базу данных DNS необходимо вести вручную администратору сети. В настоящее время появилась модификация DNS, называется она DDNS, в которой базы данных обновляются автоматически.

Все DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные отображения.

Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network Information Center.

Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры, а для различных типов организаций используются следующие аббревиатуры:

com – коммерческие организации (например, microsoft.com);

edu – образовательные (например, mit.edu);

gov – правительственные организации (например, nsf.gov);

org – некоммерческие организации (например, fidonet.org);

net – организации, поддерживающие сети (например, nsf.net).

Для преобразования имен в IP-адреса также можно использовать файл hosts . В файле hosts содержится список всех имен хостов и соответствующих им адресов, например,

102.54.94.45 rhimo.acme.com

127.0.0.1 localhost

Недостатком такого способа является необходимость ручного редактирования всех файлов при появлении нового узла в сети.

Для разрешения имени DNS-клиент сначала обращается к файлу hosts, затем формирует запрос к своему DNS-серверу. DNS-сервер пытается разрешить полученный запрос, в случае невозможности разрешения обращается к DNS-серверу более высокого уровня, который, в свою очередь, обращается далее и т.д. Если IP-адрес найден, то он возвращается клиенту, иначе происходит тайм-аут (признак ошибки).

Протокол DNS выполняет две основные функции. Он позволяет клиентским компьютерам запрашивать DNS-сервер об IP-адресе или имени какого-либо хоста в сети, а также позволяет производить обмен информацией между базами данных серверов DNS. В этом протоколе используется стандартный формат типа "запрос-ответ", где клиент посылает пакет запроса, и сервер отвечает либо пакетом с информацией, полученной из базы данных, либо сообщением об ошибке, в котором указывается причина отказа в обработке запроса. В своей работе этот протокол использует порт 53 и хорошо известные протоколы - TCP или UDP. Причем в последнее время UDP стал более распространенным методом транспортировки пакетов по сети Internet. Пакет DNS состоит из пяти полей: заголовка, вопроса, ответа, полномочий и поля дополнительной информации. На рис. 4.5 показана общая структура пакета DNS.

Рис. 4.5.

Поле заголовка

В поле заголовка содержится информация о пакете и его назначении. В нем дается общее описание пакета (пакет запроса или пакет ответа) и указывается количество данных, содержащихся в каждом поле данных пакета. Описание заголовка приводится в табл. 4.3 .

Таблица 4.3. Поле заголовка DNS-пакета

Бит	Описание
0-15	ID
16	QR
17-20	OPCODE
21	AA
22	TC
23	RD
24	RA
25-27	Z
28-31	RCODE
32-47	QDCOUNT
48-63	ANCOUNT
64-79	NSCOUNT
80-95	ARCOUNT

Биты ID являются уникальным 16-битовым идентификационным номером пакета запроса. Пакет ответа, формируемый сервером, также использует этот идентификационный номер, чтобы клиент мог сопоставить ответ сервера со своим запросом. Бит QR обозначает тип пакета (пакет запроса - 0, пакет ответа - 1). Поле OPCODE определяет тип запроса - стандартный (0), обратный (1) или запрос о статусе сервера (2).

Следующие четыре бита определяют различные параметры пакета. Бит AA устанавливается, когда ответ является авторитетным (данные поступают напрямую от DNS-сервера, ответственного за зону). Неавторитетные ответы могут поступать от серверов DNS, в кэше которых сохранилась информация об исходных записях от предыдущих запросов. Эта информация считается неавторитетной, так как есть вероятность, что с момента последнего обращения к серверу информация была изменена. Бит TC устанавливается, когда требуется урезать данные в пакете до вида, удобного для передачи по сети. Такое вполне возможно при использовании протокола UDP, согласно которому размер пакета не должен превышать 512 байт. Бит RD включается, когда клиент желает рекурсивно запрашивать DNS-сервер на постоянной основе. Если этот бит установлен, то DNS-сервер будет запрашивать другие DNS-серверы, пока не получит ответ. Если этот бит не установлен, то DNS-сервер будет возвращать на запрос любую информацию, которая у него имеется. Бит RA устанавливается, чтобы уведомить клиента о возможности рекурсивного запроса на данный сервер. Биты Z в настоящее время не используются и зарезервированы на будущее.

Биты RCODE используются только в пакетах ответов. Они отображают состояние ответа - без ошибок (0), ошибки в пакете запроса (1), внутренние ошибки не дали возможности серверу обработать запрос (2), имя, указанное в запросе, не существует (3), данный тип запроса не поддерживается сервером (4) и сервер отказался обработать запрос (5).

Остальные четыре параметра заголовка представляют собой 16-битовые числа и используются в качестве счетчиков. С их помощью ведется учет количества исходных записей, возвращаемых в пакете. QDCOUNT отображает количество запросов (в пакет может включаться более одного запроса). ANCOUNT - количество исходных записей, включенных в ответ. NSCOUNT обозначает число исходных записей об авторитетных серверах имен, а ARCOUNT - число записей в поле дополнительной информации.

Поле вопроса

Поле вопроса содержит запросы, ответы на которые клиент желает получить от DNS-сервера. В одном пакете DNS может содержаться несколько запросов. Количество запросов в пакете определяется параметром QDCOUNT из поля заголовка. Поле вопроса состоит из трех частей: списка преобразуемых доменных имен; поля типов записей, которые клиент желает получить в ответе, и параметра класса запроса. Список преобразуемых доменных имен представляет собой список имен, для которых клиент желает получить IP-адреса. Для формирования списка имен используется специальный формат. Перед каждым именем ставится однобайтное значение, которое определяет длину имени. Конец списка обозначается именем с нулевой длиной. После текстовой части следует двубайтная запись QTYPE . В ней определяется, в каком виде клиент желает принимать информацию о имеющихся доменах. Эти значения полностью соответствуют типам исходных записей в DNS. Например, для того чтобы найти почтовый сервер для определенного домена, вам следует воспользоваться типом записи МХ . И, наконец, последний параметр в поле вопроса - QCLASS . Он определяет класс запроса, который в нашем случае для сети Internet всегда будет IN .