DNS, Domain Dame Server


Índice

1. Introducción
2. Como trabaja DNS en teoría

3. Tipos de registros DNS
4. ¿DNS cache y DNS en kernel?


1. Introducción

El Domain Name System (DNS) es una base de datos distribuida y jerárquica que almacena información asociada a nombres de dominio en redes como Internet. Aunque como base de datos el DNS es capaz de asociar distintos tipos de información a cada nombre, los usos más comunes son la asignación de nombres de dominio a direcciones IP y la localización de los servidores de correo electrónico de cada dominio.

Ejemplo de traducción de un nombre de dominio a IP, en este caso tiene múltiples IPs: 

naguissa@K7LINUX ~ $ hostx www.google.es
www.google.es           CNAME   www.google.com
www.google.com          CNAME   www.l.google.com
www.l.google.com        A       64.233.183.99
www.l.google.com        A       64.233.183.104
www.l.google.com        A       64.233.183.147
www.l.google.com        A       64.233.183.103

La asignación de nombres a direcciones IP es ciertamente la función más conocida de los protocolos DNS. Además de ser más fácil de recordar, un nombre es más fiable. La dirección numérica podría cambiar por muchas razones, sin que tenga que cambiar el nombre.

Inicialmente, el DNS nació de la necesidad de recordar fácilmente los nombres de todos los servidores conectados a Internet. En un inicio, SRI (ahora SRI International) alojaba un archivo llamado HOSTS.TXT que contenía todos los nombres de dominio conocidos (técnicamente, este archivo aún existe, la mayoría de los sistemas operativos actuales todavía pueden ser configurados para revisar su archivo hosts). Aquí tiene un ejemplo de Linux: 

naguissa@K7LINUX ~ $ cat /etc/hosts
# /etc/hosts:  This file describes a number of hostname-to-address
#              mappings for the TCP/IP subsystem.  It is mostly
#              used at boot time, when no name servers are running.
#              On small systems, this file can be used instead of a
#              "named" name server.  Just add the names, addresses
#              and any aliases to this file...
# $Header: /home/cvsroot/gentoo-src/rc-scripts/etc/hosts,v 1.8 2003/08/04 20:12:25 azarah Exp $
#

127.0.0.1       localhost K7LINUX

naguissa@K7LINUX ~ $

El crecimiento explosivo de la red causó que el sistema de nombres centralizado en el archivo HOSTS.TXT no resultara práctico y en 1983, Paul Mockapetris publicó los RFCs 882 y 883 definiendo lo que hoy en día ha evolucionado al DNS moderno. (Estos RFCs han quedado obsoletos por la publicación en 1987 de los RFCs 1034 y 1035).

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2. Como trabaja DNS en teoría


2.1. Componentes

Para la operación práctica del sistema DNS se utilizan tres componentes principales: 

                 Local Host                        |  Foreign
                                                   |
    +---------+               +----------+         |  +--------+
    |         | user queries  |          |queries  |  |        |
    |  User   |-------------->|          |---------|->|Foreign |
    | Program |               | Resolver |         |  |  Name  |
    |         |<--------------|          |<--------|--| Server |
    |         | user responses|          |responses|  |        |
    +---------+               +----------+         |  +--------+
                                |     A            |
                cache additions |     | references |
                                V     |            |
                              +----------+         |
                              |  cache   |         |
                              +----------+         |

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2.2. Entendiendo las partes de un nombre de dominio

Un nombre de dominio usualmente consiste en dos o más partes (técnicamente etiquetas), separadas por puntos cuando se las escribe en forma de texto. Por ejemplo, www.google.com o mail.google.com.

El DNS consiste en un conjunto jerárquico de servidores DNS. Cada dominio o subdominio tiene una o más zonas de autoridad que publican la información acerca del dominio y los nombres de servicios de cualquier dominio incluido. La jerarquía de las zonas de autoridad coincide con la jerarquía de los dominios. Al inicio de esa jerarquía se encuentra los servidores raíz: los servidores que responden cuando se busca resolver un dominio de primer nivel.

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2.3. Tipos de servidores DNS

Bind:
BIND (Berkeley Internet Name Domain) es una implemenmtación de los protocols DNS hecha por la universidad de Berkeley que provve de una implementación abierta y redistribuible, incluyendo:

El servidor DNS BIND es el usado en la mayoría de los servidores de Internet, proveyendo de una arquitectura robusta y estable.

La librería de resolución de DNS incluída provee de las APIs estándard para la traducción entre nombres y IPs y puede ser llamada desde cualquier aplicación que necesite este servicio.

Enlace a la história de BIND (en inglés): http://www.isc.org/index.pl?/sw/bind/bind-history.php

PowerDNS:
PowerDNS es otra implementación gratuita de DNS. Intenta ser mas sencilla que BIND.
http://downloads.powerdns.com/documentation/html/powerdns.html

MaraDNS:
Servidor DNS orientado a la seguridad que intenta ser, a la vez, sencillo de usar y configurar.
http://www.maradns.org/notes.html

djbdns:
Servidor y librerías DNS, tanto sencillas como con cache, creado con la seguridad como meta y para arreglar problemas y técnicas oscuras de BIND, según el autor.
http://cr.yp.to/djbdns.html

pdnsd:
pdnsd es un proxy de DNS compatible con IPv6 que escribe su cache de DNS al salir. Sirver para acelerar las conexiones haciendo cache local de las direcciones resueltas con anterioridad.
http://manpages.debian.net/cgi-bin/display_man.cgi?id=f0cdaa725cc21e3738c9b442cda258d8&format=raw

myDns:
Servidor DNS gratuito para UNIX. Está implementado para trabajar sobre una base de datos MySQL o PostgreSQL, obteniendo la información de ella. No incluye soporte para recursividad ni una librería para la resolución, con lo que se usa mediante la librería estándard de dns y apuntando la dirección del servidor de DNS del ordenador a la IP del servidor MyDns.

Sus objetivos son estabilidad, seguridad, interoperabilidad y velocidad.
http://mydns.bboy.net/

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2.4. Tipos de resolución de nombres de dominio

Existen dos tipos de consultas que un cliente (resolver) puede hacer a un servidor DNS:

En las consultas recursivas el servidor repite el mismo proceso básico (consultar a un servidor remoto y seguir cualquier referencia) hasta que obtiene la respuesta a la pregunta.

Las consultas iterativas, o resolución iterativa, consisten en la mejor respuesta que el servidor de nombres pueda dar. El servidor de nombres consulta sus datos locales (incluyendo su caché) buscando los datos solicitados.

Cuando existe más de un servidor autoritario para una zona, BIND utiliza el menor valor en la métrica RTT (round-trip time) para seleccionar el servidor. El RTT es una medida para determinar cuánto tarda un servidor en responder una consulta.

El proceso de resolución normal se da de la siguiente manera:

  1. El servidor A recibe una consulta recursiva desde el resolver.

  2. El servidor A envía una consulta iterativa a B.

  3. El servidor B refiere a A otro servidor de nombres, incluyendo a C.

  4. El servidor A envía una consulta iterativa a C.

  5. El servidor C refiere a A otro servidor de nombres, incluyendo a D.

  6. El servidor A envía una consulta iterativa a D.

  7. El servidor D responde.

  8. El servidor A regresa la respuesta al resolver.

  9. El resolver entrega la respuesta al programa que solicitó la información.

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3. Tipos de registros DNS

naguissa@K7LINUX ~ $ hostx www.google.es
www.google.es           CNAME   www.google.com
www.google.com          CNAME   www.l.google.com
www.l.google.com        A       64.233.183.99
www.l.google.com        A       64.233.183.104
www.l.google.com        A       64.233.183.147
www.l.google.com        A       64.233.183.103

En esta consulta vemos 2 alias (CNAME) y 4 direcciones IP para el mismo dominio. Así, la resolución se hará: 

www.google.es -> www.google.com -> www.l.google.com -> cualquiera de las IPs listadas.

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4. ¿DNS cache y DNS en kernel?

Ya hemos visto con anterioridad que los servidores DNS suelen tener cache DNS para acelerar las conexiones, aunque también se pueden desactivar si se desea. Sobre los clientes, la mayoría tienen cache DNS interna al proceso, e incluos se podría hacer una cache para el cliente:

  1. Instalamos un proxy DNS con cache.

  2. Configuramos el proxy para que busque el los DNS de nuestra conexión y que grabe la cache en /etc/hosts con formato válido.

  3. Configuramos /etc/resolv.conf para que busque en 127.0.0.1 (localhost).

Como la implementación mira /etc/hosts antes de llamar al DNS, las entradas que aún estén en la cache DNS serán resueltas sin llamar al DNS, mientras que si no está se llamará al servidor local, que consultará a los remotos y guardará el resultado en la cache (/etc/hosts) para futuros usos.

Sobre funciones DNS en kernel, no existe nada en el kernel relacionado con DNS: 

naguissa@K7LINUX ~ $ find /usr/src/linux/net/ | grep dns
naguissa@K7LINUX ~ $

Si no pertenece al kernel, ¿a qué pertenece? Bien, en la teoría de la asignatura se ha visto que DNS no es una primitiva básica, sino una función añadida, por lo que es una librería, no un apartado del kernel: 

naguissa@K7LINUX ~ $ find /lib/ | grep dns
/lib/libnss_dns.so.2
/lib/libnss_dns-2.3.6.so
naguissa@K7LINUX ~ $

Para mas detalles, esta librería pertenece a glibc en Linux (libc en *BSD), la librería estándard de C y usa la implementación est� ndard, BIND.

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Fuentes: