Protocolos de Comunicaci

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Protocolos de Comunicación

• Prof. Héctor Abarca

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DOMAIN NAME SYSTEM

• DNS

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Historia

• Época ARPANET
• La traducción nombre-IP de todas las máquinas
  conectadas a la red se mantenía en un fichero de
  texto (HOSTS).
• La información de este fichero era mantenida por
  el Network Information Center del Stanford
  Research Institute (SRI-NIC).

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Historia

• Época ARPANET
• Cada administrador de red remitía por correo los
  cambios que ocurrían en la red bajo su autoridad
  al NIC.
• Los administradores de redes también se
  encargaban de descargar periódicamente la última
  actualización del archivo HOSTS, para incluir los
  cambios en sus máquinas.

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Historia

• Problemas con el HOSTS.
• Al crecer el número de computadoras, el archivo
  se hizo demasiado grande y difícil de manejar.
• Cada vez un número mayor de administradores de
  red se conectaban al servidor FTP del SRI-NIC
  para descargar un archivo que además crecía
  rápidamente.
• Las instalaciones del SRI-NIC no podían soportar
  semejante carga.

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Historia

• Problemas con el HOSTS.
• Por otro lado, no existía un mecanismo eficaz
  para evitar que aparecieran nombres duplicados.
  Pronto se hicieron frecuentes problemas de este
  tipo.
• También era cada vez más difícil mantener la
  consistencia del sistema de nombres, los cambios
  tardaban mucho en hacerse efectivos en todos los
  hosts.

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Historia

• Solución. Sistema de Nombres.
• Debía ser posible repartir la carga entre varias
  máquinas, cada una debería poder mantener
  información local, pero hacerla accesible
  globalmente.
• Descentralizar la administración, es decir no
  concentrar toda la carga en un solo hosts,
  evitando así los cuellos de botella.

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Historia

• Solución. Sistema de Nombres.
• Este sistema de nombres debería evitar a toda
  costa que se pudieran dar nombres duplicados.
  Sistema Jerárquico.
• Primera definición DNS RFCs 882, 883.
• Especificación actual RFCs 1034, 1035.

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DNS

• Qué es DNS?
• Domain Name System, conjunto de protocolos y
  servicios que permiten a los usuarios de internet
  utilizar nombres canónicos en lugar de tener que
  recordar direcciones IP.
• Ejemplo www.hotmail.com podría tener como
  dirección ip 216.32.74.51

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DNS

• Qué es DNS?
• Es una base de datos distribuida.
• La información se mantiene en servidores de
  nombres (name servers)
• La estructura de la base de datos es un árbol
  invertido con la raíz en la parte superior (a la
  raíz se le llama .)
• Cada nodo del árbol representa una partición o
  dominio, el cual puede ser dividido a su vez en
  subdominios.

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DNS

• Objetivo de DNS
• Traducir una dirección IP en una dirección
  canónica para facilitar su memorización.
• Convertir una dirección IP en una o varias
  direcciones canónicas.

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DNS
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DNS

• Estructura de la Base de Datos.
• Dominio Root
• Es el más alto en la jerarquía, se expresa con un
  punto (.)
• Dominios Top-Level
• com, org, net, edu, gov, info,
• Dominios de segundo nivel
• Contienen hosts
• Contienen subdominios

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DNS

• Estructura de la Base de Datos.
• Es una estructura jerárquica, similar a la de un
  sistema de ficheros UNIX. Ambos se pueden
  representar como un árbol invertido. El árbol
  recibe el nombre de Espacio de Nombres de
  Dominio.

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DNS

• Estructura de la Base de Datos.
• Cada dominio tiene una etiqueta que lo identifica
  dentro de su dominio padre, la que no puede
  coincidir con la que tenga otro dominio del mismo
  padre.
• Un dominio tiene también un nombre completo
  (FQDN) que lo identifica de manera única dentro
  del espacio de nombres de dominio.

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DNS

• Administración
• Distintas organizaciones administran dominios o
  grupos de dominios.
• Una organización encargada de un dominio puede
  decidir dividirlo en subdominios y delegar la
  responsabilidad de su administración en otras
  organizaciones.

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DNS

• Administración
• Más aún, la división no tiene porque corresponder
  con dominios enteros, sino que puede llevarse a
  cabo de manera más flexible, dando origen a lo
  que se llaman Zonas.
• Los dominios, además de contener subdominios,
  pueden contener hosts.

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DNS

• Estructura Cliente/Servidor
• Servidores de Nombres
• Clientes (RESOLVERS)

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DNS

• Servidores de Nombres.
• Contienen información sobre fragmentos de la base
  de datos. Los utilizan para responder a las
  peticiones de los clientes. Saben donde buscar
  los datos que no administran.
• Son los programas que se encargan de almacenar
  información sobre el espacio de nombres de
  dominio.

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DNS

• Servidores de Nombres.
• Tiene información completa sobre una o varias
  zonas del espacio de nombres de dominio. Se dice
  que mantiene información autorizada para dichas
  zonas.
• Si hay delegación de zonas, el servidor
  almacenará también referencias a los servidores
  que contienen información autorizada para dichas
  zonas.

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DNS

• Servidores de Nombres.
• Tipos de servidores (en relación con zonas
  concretas).
• Maestros o Primarios Obtienen la información
  sobre zonas de archivos contenidos en la máquina
  donde corren. Contienen información autorizada
  para esa zona.
• Esclavos o Secundarios Obtienen la información
  sobre zonas de otros servidores autorizados para
  esas zonas.

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DNS

• Servidores de Nombres.
• Cuando un servidor secundario arranca, contacta
  con los primarios necesarios y descarga de ellos
  toda la información sobre zonas.
• Una vez funcionando, el secundario pide
  periódicamente al primario información
  actualizada sobre la zona.
• Esta redundancia en la información sobre zonas
  ayuda a repartir la carga sobre los distintos
  servidores, y añade seguridad al sistema.

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DNS

• Clientes (Resolvers)
• Programas, o librerías de funciones que formulan
  consultas a los servidores. El proceso por el que
  el servidor encuentra la respuesta es
  transparente para ellos.
• Los resolvers son los clientes del sistema DNS.
• Consultan al servidor.
• Interpretan la respuesta. Si no llega o es
  incorrecta, posiblemente vuelven a formular la
  consulta.
• Devuelven la información al programa que la pidió.

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DNS

• Clientes (Resolvers)
• Algunas implementaciones más elaborada hacen
  cosas más sofisticadas, como mantener en caché
  información ya consultada por si se requiere de
  nuevo.
• Normalmente son librerías de funciones que están
  compiladas en los programas que utilizan
  servicios de red.

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DNS

• Resolución
• Proceso por el cual se busca en el espacio de
  nombres de dominio la información correspondiente
  a un dominio concreto.
• Cuando un servidor recibe una consulta de un
  resolver, busca en sus registros la información
  correspondiente, si la encuentra, la devuelve.

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DNS

• Resolución
• Los servidores DNS responden a dos tipos de
  consultas
• Iterativas (no recursivas)
• Recursivas

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DNS

• Resolución
• Consultas Iterativas (no recursivas)
• El cliente hace una consulta al Servidor DNS y
  este le responde con la mejor respuesta que pueda
  darse basada sobre su caché o en las zonas
  locales. Si no es posible dar una respuesta, la
  consulta se reenvía hacia otro Servidor DNS
  repitiéndose este proceso hasta encontrar al
  Servidor DNS que tiene la Zona de Autoridad capaz
  de resolver la consulta.

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DNS

• Resolución
• Consultas Iterativas (no recursivas)

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DNS

• Resolución
• Consultas Recursivas.
• El Servidor DNS asume toda la carga de
  proporcionar una respuesta completa para la
  consulta realizada por el Cliente DNS. El
  Servidor DNS desarrolla entonces Consultas
  Iterativas separadas hacia otros Servidores DNS
  (en lugar de hacerlo el Cliente DNS) para lograr
  la respuesta.

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DNS

• Resolución
• Consultas Recursivas.

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DNS

• Zonas de Autordad
• Permiten al Servidor Maestro o Primario cargar la
  información de una zona. Cada Zona de Autoridad
  abarca al menos un dominio y posiblemente sus
  sub-dominios, si estos últimos no son delegados a
  otras zonas de autoridad.
• La información de cada Zona de Autoridad es
  almacenada de forma local en un fichero en el
  Servidor DNS.

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DNS

• Zonas de Autordad
• Las zonas que se pueden resolver son
• Zonas de Reenvío
• Devuelven direcciones IP para las búsquedas
  hechas para nombres FQDN (Fully Qualified Domain
  Name).
• Zonas de Resolución Inversa
• Devuelven nombres FQDN (Fully Qualified Domain
  Name) para las búsquedas hechas para direcciones
  IP.

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DNS

• Zonas de Autordad
• Zonas de Reenvío.
• En el caso de dominios públicos, la
  responsabilidad de que exista una Zona de
  Autoridad para cada Zona de Reenvío corresponde a
  la autoridad misma del dominio, es decir, y por
  lo general, quien esté registrado como autoridad
  del dominio tras consultar una base de datos
  WHOIS. Quienes compran dominios a través de un
  NIC (por ejemplo ejemplo www.nic.mx) son quienes
  se hacen cargo de las Zonas de Reenvío, ya sea a
  través de su propio Servidor DNS o bien a través
  de los Servidores DNS de su ISP.
• Salvo que se trate de un dominio para uso en una
  red local, todo dominio debe ser primero
  tramitado con un NIC como requisito para tener
  derecho legal a utilizarlo y poder propagarlo a
  través de Internet.

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DNS

• Zonas de Autordad
• Zonas de Resolución Inversa.
• En el caso de segmentos de red públicos, la
  responsabilidad de que exista de que exista una
  Zona de Autoridad para cada Zona de Resolución
  Inversa corresponde a la autoridad misma del
  segmento, es decir, y por lo general, quien esté
  registrado como autoridad del segmento tras
  consultar una base de datos WHOIS.
• Los grandes ISP, y en algunos casos algunas
  empresas, son quienes se hacen cargo de las Zonas
  de Resolución Inversa.

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DNS

• Caché
• Mecanismo que acelera todo el proceso de
  resolución.
• Cuando un servidor se ve obligado a pedir
  información a otros, el proceso esta
  aprendiendo cosas sobre el espacio de nombres
  de dominio.
• Todos los datos que utiliza el servidor para
  hallar la respuesta final a una consulta, así
  como el dato pedido se conservan por un espacio
  de tiempo.

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DNS

• Caché
• Si se recibe otra consulta, el servidor puede
  tener la respuesta todavía en caché. No tiene que
  pedirla de nuevo.
• Los datos en caché tienen que expirar y ser
  descartados en algún momento, de lo contrario
  nunca se harían efectivos los cambios
  introducidos en los servidores autorizados. Esto
  se controla mediante un parámetro de
  configuración TTL (Time To Live)

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DNS

• Caché
• Tiene que haber un compromiso entre
• Optimización del rendimiento (TTL largos)
• Mantenimiento de la consistencia de DNS (TTL
  cortos)