Capitulo 4 DNS

Que es el DNS (Domain Name Service)?

Siguiendo con la serie de articulos sobre redes y TCP/IP hoy realizaremos una breve introducción al “Sistema de Nombres de Dominio” (DNS, por “Domain Name System“).

Es una base de datos distribuida, con información que se usa para traducir los nombres de dominio, fáciles de recordar y usar por las personas, en números de protocolo de Internet (IP) que es la forma en la que las máquinas pueden encontrarse en Internet.

Como Funciona DNS

Hay personas en todo el mundo manteniendo una parte de la base de datos, y esta información se hace accesible a todas las máquinas y usuarios de Internet. El Domain Name System (DNS), o Sistema de Nombres de Dominio, comprende personas, instituciones reguladoras, archivos, máquinas y software trabajando conjuntamente.Una pieza fundamental en este sistema es el servidor de DNS, o en forma abreviada DNS. El servicio de DNS es indispensable para que un nombre de dominio pueda ser encontrado en Internet.

Usos del DNS

• Resolución de nombres: Dado el nombre completo de un host (por ejemplo blog.smaldone.com.ar), obtener su dirección IP (en este caso, 208.97.175.41).
• Resolución inversa de direcciones: Es el mecanismo inverso al anterior. Consiste en, dada una dirección IP, obtener el nombre asociado a la misma.
• Resolución de servidores de correo: Dado un nombre de dominio (por ejemplo gmail.com) obtener el servidor a través del cual debe realizarse la entrega del correo electrónico (en este caso, gmail-smtp-in.l.google.com).
  

Por tratarse de un sistema muy flexible, es utilizado también para muchas otras funciones, tales como la obtención de claves públicas de cifrado asimétrico y la validación de envío de e-mails (a través de mecanismos como SPF).

Terminologia Bàsica

Antes de proseguir, es necesario introducir algunos términos básicos para evitar confusiones y ambigüedades. Otros términos más complejos serán tratados más adelante.

• Host Name: El nombre de un host es una sola “palabra” (formada por letras, números y guiones). Ejemplos de nombres de host son “www“, “blog” y “obelix“.

• Fully Qualified Host Name (FQHN): Es el “nombre completo” de un host. Está formado por el hostname, seguido de un punto y su correspondiente nombre de dominio. Por ejemplo, “blog.smaldone.com.ar“

• Domain Name: El nombre de dominio es una sucesión de nombres concatenados por puntos. Algunos ejemplos son “smaldone.com.ar“, “com.ar” y “ar“.
  Top Level Domains (TLD): Los dominios de nivel superior son aquellos que no pertenecen a otro dominio. Ejemplos de este tipo son “com“, “org“, “ar” y “es“.

Arquitectura del DNS

El sistema está estructurado en forma de “árbol“. Cada nodo del árbol está compuesto por un grupo de servidores que se encargan de resolver un conjunto de dominios (zona de autoridad). Un servidor puede delegar en otro (u otros) la autoridad sobre alguna de sus sub-zonas (esto es, algún subdominio de la zona sobre la que él tiene autoridad). Un subdominio puede verse como una especialización de un dominio de nivel anterior. Por ejemplo, “elcomercio.com.pe” es un subdominio de “com.pe“, que a su vez lo es del TLD “pe“.

El siguiente diagrama ilustra esto a través de un ejemplo:

Los servidores con autoridad sobre los TLD son los llamados “root servers” (o “servidores raíz“) del sistema. Estos son fijos, ya que rara vez cambian,

siendo actualmente 13.
Tomemos como ejemplo el dominio “com.pe“. Este dominio pertenece al TLD “pe“.

El Proceso de resoluciòn de Nombres

Cuando una aplicación (cliente) necesita resolver un FQHN envía un requerimiento al servidor de nombres configurado en el sistema (normalmente, el provisto por el ISP). A partir de entonces se desencadena el proceso de resolución del nombre:

1. El servidor de nombres inicial consulta a uno de los servidores raíz (cuya dirección IP debe conocer previamente).
2. Este devuelve el nombre del servidor a quien se le ha delegado la sub-zona.
3. El servidor inicial interroga al nuevo servidor.
4. El proceso se repite nuevamente a partir del punto 2 si es que se trata de una sub-zona delegada.
5. Al obtener el nombre del servidor con autoridad sobre la zona en cuestión, el servidor inicial lo interroga.
6. El servidor resuelve el nombre correspondiente, si este existe.
7. El servidor inicial informa al cliente el nombre resuelto.

Ilustremos esto con un ejemplo concreto. Supongamos que el navegador necesita resolver el nombre “blog.smaldone.com.ar“.

1. El sistema tiene configurado el servidor de nombres 200.49.156.3 (perteneciente al proveedor argentino Fibertel). Por lo tanto envía a éste el requerimiento de resolver “blog.smaldone.com.ar“.
2. El servidor de 200.49.156.3 envía la consulta root server 198.41.0.4.
3. 198.41.0.4 le informa que el servidor con autoridad sobre “ar” es athea.ar, cuya dirección IP es 200.16.98.2. (En realidad, informa la lista de todos los servidores con tal autoridad, pero para simplificar el ejemplo tomaremos solamente uno.)
4. 200.49.156.3 envía nuevamente el requerimiento a athea.ar (el cual, recordemos, también tiene autoridad sobre “com.ar“).
5. athea.ar responde que la autoridad sobre smaldone.com.ar la tiene ns1.mydomain.com cuya dirección IP es 64.94.117.213.
6. 200.49.156.3 envía ahora la consulta a ns1.mydomain.com.
7. ns1.mydomain.com informa que la dirección IP de “blog.smaldone.com.ar” es 208.97.175.41.
8. Finalmente, 200.49.156.3 devuelve este resultado a la aplicación que originó la consulta.

Mecanismos de caché

Cada vez que un servidor de nombres envía una respuesta, lo hace adjuntando el tiempo de validez de la misma (TTL o “tiempo de vida“). Esto posibilita que el receptor, antes la necesidad de volver a resolver la misma consulta, pueda utilizar la información previamente obtenida en vez de realizar un nuevo requerimiento.

Esta es la razón por la cual los cambios realizados en el DNS no se propagan instantáneamente a través del sistema. Dependiendo de la naturaleza de los mismos (y de la configuración de cada servidor), la propagación puede tardar desde algunos minutos hasta varios días.

Correo electrónico y resolución de nombres

Normalmente los usuarios de correo electrónico redactan su mensajes usando un cliente de correo y enviándolo a través de un servidor SMTP provisto por su ISP o a través de un sistema de correo vía web (webmail). En cualquier caso, una vez que el mensaje es recibido por el servidor, debe ser entregado al destinatario. Aquí interviene el sistema DNS: