N

1
NÄTVERKSPROTOKOLLFöreläsning 6 - 24.9.2010

• INNEHÅLL
• - Applikationsskiktet
• - DNS (Domain Name System)?

2
Applikationsskiktet

• Utgör det slutliga gränssnittet mot användaren
• Fungerar i princip som en virutell
  nätverksterminal
• Beskriver funktioner för hantering av
  applikationsprogram, t.ex
• e-post
• web klienter och web servrar
• Har som uppgift att erbjuda tjänster för ett
  applikationsprogram att effektivt kunna
  kommunicera med ett annat applikationsprogram
• Applikationsskiktet är inte själva
  nätverksapplikationen

3
Applikationsskiktet

• Kan istället betraktas som en servicenivå som
  erbjuder följande tjänster
• Försäkrar att den andra parten är identifierad
  och kan nås
• Om krävs, autentiserar antingen avsändaren av ett
  meddelande eller mottagaren eller både och
• Försäkrar att kommunikationsresurser finns
  tillgängliga (t.ex. finns det ett Ethernet-kort i
  avsändardatorn)?
• Försäkrar överenskommelse på bägge sidor om bl.a.
  dataintegritet och priacy
• Bestämmer protokoll- och datasyntaxregler på
  applikationsnivå
• Exempel på protokoll som jobbar på
  applikationsnivå
• DNS, DHCP, FTP, HTTP, IMAP, SMTP,IRC, SOAP, SSL,
  m.m

4
DNS (Domain Name System)?

• Är ett system för att förenkla adressering av
  datorer på IP-nätverk
• Är ett distribuerat system där s.k. zoner av
  IP-nummer delegeras till ansvariga företag och
  organisationer
• Är ett klient-server system där klienten vanligen
  finns inbyggd i system som kommunicerar genom
  IP-nätverk

5
DNS - Funktion

• Kopplar ihop en IP-adress med en adress i
  textformat
• Det är m.a.o. tack vare DNS vi kan surfa på
  Arcadas web-sida genom att ange domännamnet
  www.arcada.fi i browsern i stället för att ange
  IP-adressen 193.167.33.228
• Man kan förenklat säga att DNS uppgift är att
  översätta en sifferbaserad IP-adress till ett
  domännamn och tvärtom
• Använder sig av både TCP och UDP på port 53 för
  att kommunicera med klienter och besvara
  DNS-frågor
• UDP används mest, TCP används ibland t.ex. om
  datamängden överstiger 512 byte

6
DNS - Domännamnstruktur

• DNS kan även betraktas som en distribuerad
  databas över datorer som tar del av ett nätverk
• DNS databas- eller domännamnsstrukturen ser ut
  som ett upp och ned vänt träd med roten på toppen
• Varje nod i trädet representerar
• En del av hela databasen
• En DNS domän
• Varje DNS domän har ett domännamn som
  identifierar domänens position i databasen
• Inom DNS är ett fullständigt domännamn en sekvens
  av taggar börjandes från domänen ända fram till
  roten där taggarna separeras med . t.ex.
  www.arcada.fi

7
DNS - Domännamnstruktur

• Varje domän kan administreras av en skild
  organisation
• Varje organisation kan indela sin domän i ett
  flertal underdomäner
• Varje domän kan förutom en subdomän förstås också
  ha värdar (hosts)?
• Varje värd på ett nätverk har ett domännamn som
  innehåller information om värden, precis på samma
  sätt som en IP-adress.
• Ett domännamn kan även ha ett alias, dvs flera
  domännamn för samma IP-adress (t.ex.
  www.arcada.fi och carlton.arcada.fi)?

8
DNS - Domännamnstruktur

• Det är fritt fram för organisationer som
  upprätthåller domäner att välja sina namn under
  egen domän
• Det kan t.ex. förekomma två datorer i internet
  som heter myhost om de sitter i olika domäner
  eftersom de adresseras från olika föräldradomäner
• Högst upp i domänstruktur-trädet finns roten
  (root) .
• Under roten finns sedan ett antal top-level
  domäner
• Roten och top-level domänerna administreras av
  en central namnregistreringsauktoritet (bl.a.
  ICANN (Internet Corporation of Assigned Names and
  Numbers)?

9
DNS - top-level domäner

• Det finns tre olika typer av top-level domäner
• Organisationella
• en kod med 3 tecken som indikerar funkionen av
  organisationen
• Används främst inom USA
• Exempel gov, mil, edu, org, com, net
• Geografiska
• en kod med 2 tecken som indikerar land eller
  region
• exempel us, fi, se, de
• Reverse domäner
• en speciell domän (in-addr.arpa) som används för
  IP adress-till-namn mappning

10
DNS - Organisationella top-level domäner

• Det finns bl.a. följande organisationella
  top-level domäner
• com kommerciella organisationer
• edu utbildande organisationer
• gov parlamentariska institutioner
• int internationella organisationer
• mil amerikanska militära organisationer
• net nätverksorganisationer
• org organisationer som ej strävar efter
  ekonomsik vinst

11
DNS - Servrar

• DNS upprätthålls som tidigare nämnts av ett
  distribuerat databassystem som använder
  klient-server modellen
• De noder som upprätthåller databaserna kallas för
  DNS servrar eller namnservrar
• Varje domän eller subdomän har en eller flera DNS
  servrar som publicerar information om domänen och
  om varje underdomän
• Roten i hiearkin upprätthålls av root DNS servrar
• Finns för tillfället 13 root DNS servrar i
  världen, se nästa sida

12
DNS - Root servrar
13
DNS servertyper

• Finns två olika typer av namnserver
• Primära
• Sekundära
• En primär namnserver är den server som har
  huvudinformationen för domänen, m.a.o. den är
  ansvarig för att teknisk information om
  domännamnet är korrekt
• Syftet med en sekundär DNS server är att fungera
  som backup ifall den primära servern krashar och
  den upprätthåller en kopia av den primära DNS
  serverns databas
• Måste finnas minst två DNS servrar per Zon en
  primär och en sekundär

14
DNS resolver

• Den del i t.ex. egen PC som sköter om att fråga
  en namnserver efter DNS-uppgiter
• Man måste i operativsystemet konfigurera vilken
  DNS server som DNS resolvern skall ta kontakt med
  vid en sökning
• Detta kan konfigureras manuellt eller automatiskt
  (DHCP eller autoconfiguration)?
• I t.ex. Linux kan man konfigurera tre olika DNS
  servrar medan man i Windows vanligen konfigurerar
  en prefferred och en alternate

15
DNS sökning - Forward lookups

• Anta att du sitter vid en dator i ett av Arcadas
  ADB-klassrum
• Du slår in adrssen www.openvpn.org i din browser
• Browsern skickar då, via datorns DNS resolver, en
  DNS förfrågan till den första DNS servern som
  konfigurerats för resolvern (I detta fall Arcadas
  primära DNS server 193.167.33.232) och begär
  IP-adressen för www.openvpn.org
• Arcadas DNS börjar med att kolla om IP adressen
  för www.openvpn.org finns i serverns lokala cache
  för tidigare DNS förfrågningar. Om så är fallet
  skickar den svaret till din dator. Om inte går
  DNS sökningen vidare till nästa steg

16
DNS sökning - Forward lookups

• Arcadas DNS server kontrollerar i sin databas
  alla domäner som den är ansvarig för och ser om
  det finns en IP adress som matcher
  www.openvpn.org. Om servern hittar en matchande
  IP adress skickar den svaret tillbaka till
  resolvern i din PC dator. Om inte går DNS
  sökningen vidare till nästa steg.
• Arcadas DNS server skickar förfrågan vidare till
  en av root DNS servrarna (i detta fall troligtvis
  till den rootserver som finns stationerad i
  Sverige).
• Root servern söker i sin databas efter
  information om underdomänen openvpn under
  topdomänen org vilken den hittar. Den skickar ett
  s.k NS record tillbaka till Arcadas DNS server
  innehållande info om bl.a. IP adressen för den
  primära och sekundäre DNS servern i domänen
  openvpn.org

17
DNS sökning - Forward lookups

• Nu när Arcadas DNS vet vilkenn DNS server som har
  hand om domänen openvpn.org kan den skicka samma
  förfrågan dit
• När den primära DNS servern (eller sekundära) i
  domänen openvpn.org tagit emot förfrågan gör den
  en sökning i sin databas efter IP-adressen för
  www.openvpn.org, vilken den hittar och skickar då
  en NS record tillbaka till Arcadas DNS server
  innehållande bl.a. IP-adressen för
  www.openvpn.org
• När Arcadas DNS server tagit emot denna
  information sparar den informationen i sin cash
  och skickar sedan till slut informationen vidare
  till din dator

18
DNS sökning - Forward lookups

• Observera att i framtiden när vilken som helst
  dator i Arcadas domän gör en förfrågan på samma
  adress går sökningen mycket smidigare eftersom
  svaret finns i Arcadas DNS cash.

19
Forwarding DNS

• En DNS server kan även konfigurereras att skicka
  en DNS förfrågan vidare till en annan DNS server
• Detta görs främst för att minska belastningen på
  en DNS server
• Vi kan t.ex i en underdomän av arcada.fi sätta
  upp en egen DNS server som upprätthåller
  information underdomänen och alla andra
  förfrågningar skickas vidare till Arcadas DNS
• Om vi då från en dator kopplad till vår
  underdomän skulle göra en DNS förfrågan för
  www.openvpn.org så skulle inte DNS servern för
  underdomänen ta kontakt med en root server utan
  förfrågan skulle skickas vidare till Arcadas DNS
  som sen i sin tur sköter skickar förfrågan vidare
  till en root DNS

20
DNS sökning - Reverse lookups

• Syftet med en Reverse sökning är att få fram
  domännamnet för en IP-adress
• För att få Reverse DNS att fungera har
  utvecklarna skapat en special domän som kallas
  in-addr.arpa dit alla IP adresser hör
• Vid forward lookups är finns ju namnet för
  toppdomänen längst till höger
• När det gäller en IP-adress och reverse lookup
  är fallet precis tvärtom eftersom det är adressen
  för själva värden som betäcknas längst till höger

21
DNS sökning - Reverse lookups

• För att få en Reverse sökning att fungera på
  samma sätt som Forward sökning har man beslutat
  att invertera ordningen i en IP-adress när man
  gör en reverse sökning
• Dvs. om man vill söka fram domännamnet för
  IP-adressen 193.167.32.15 ser själva reverse
  förfrågan ut så här
• 15.21.167.193.in-addr.arpa
• För reverse mapping skall fungera måste varje DNS
  server upprätthålla två databaser
• En för forward
• En för reverse

22
DNS records

• Används i DNS servrar för att ge olika typer av
  information om en viss domän
• Vanliga typer av records är bl.a
• A address record - används för att mappa ett
  värdnamn med en IPv4-adress
• AAAA IPv6 address record - används för att
  mappa en hostname med en IPv6-adress
• CNAME Används för att skapa en alias av ett
  värdnamn som redan finns
• NS Name server record - Delegerar en primär
  namnserver i en underdomän
• PTR Används för reverse DNS

23
Konfiguering av DNS servrar

• Exempel på konfigurering av en Linux baserad DNS
  server
• http//www.zytrax.com/books/dns/ch6/master