7.8 Πρωτόκολλο DNS Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Πως προέκυψε η ανάγκη δημιουργίας του DNS Τα δίκτυα τεχνολογίας TCP/IP χρησιμοποιούν διεύθυνση 32 bits, προκειμένου να δρομολογήσουν ένα αυτοδύναμο πακέτο στο προορισμό του. Επειδή όμως οι χρήστες βρίσκουν αρκετά δύσκολο να θυμούνται διευθύνσεις αυτής της μορφής, χρησιμοποιούν αντί αυτών των διευθύνσεων συμβολικά ονόματα, με τα οποία αναφέρονται στους υπολογιστές και στα δίκτυα. H διεύθυνση προσδιορίζει συγκεκριμένη σύνδεση σε ένα δίκτυο, με αποτέλεσμα, εάν ένας υπολογιστής μετακινηθεί και τοποθετηθεί σε κάποια άλλη θέση του δικτύου, να αλλάζει και η διεύθυνση του. Στην περίπτωση που ένας υπολογιστής δεν αλλάξει απλά θέση σε ένα δίκτυο, αλλά μετακινηθεί σε διαφορετικό δίκτυο τότε, όπως είναι προφανές, το όνομα του και πάλι μπορεί να παραμείνει το ίδιο, ενώ η διεύθυνση του πρέπει να αλλάξει. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Tο όνομα ενός υπολογιστή χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει τον ίδιο τον υπολογιστή προσφέροντάς του ένα αναγνωριστικό στοιχείο, που θα τον διακρίνει από τους άλλους υπολογιστές του δικτύου. Επομένως, εύκολα αντιλαμβανόμαστε, ότι το όνομα ενός υπολογιστή, που μετακινείται σε μια νέα θέση του δικτύου, μπορεί να παραμείνει το ίδιο. Το όνομα, δηλαδή αναφέρεται στον συγκεκριμένο υπολογιστή, ενώ η διεύθυνση σε σημείο επαφής με το δίκτυο. Από τη στιγμή που ένας υπολογιστής μπορεί να έχει μία ή περισσότερες διευθύνσεις, επειδή έχει μία ή περισσότερες συνδέσεις σε διαφορετικά δίκτυα, κατά τον ίδιο τρόπο μπορεί να έχει ένα ή περισσότερα ονόματα. Oι χρήστες αναφέρονται με ονόματα όχι μόνο σε συγκεκριμένες συσκευές (υπολογιστές), αλλά και σε ολόκληρα δίκτυα. Η μετατροπή από το συμβολικό όνομα στην πραγματική IP διεύθυνση της συσκευής προορισμού πραγματοποιείται, από τον υπολογιστή του αποστολέα. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Κάθε υπολογιστής διατηρεί ένα αρχείο, όπου σε κάθε συμβολικό όνομα μιας συσκευής αντιστοιχεί μία IP διεύθυνση. Έτσι, κάθε φορά που ένα μήνυμα πρέπει να σταλεί σε κάποιον υπολογιστή, το λογισμικό του IP πρωτοκόλλου του αποστολέα ανατρέχει στο αρχείο διευθύνσεων και αναζητά τη διεύθυνση προορισμού, χρησιμοποιώντας ως κλειδί αναζήτησης το όνομα του υπολογιστή προορισμού. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Όπως είναι λογικό αυτή η προσέγγιση (αρχεία διευθύνσεων - συμβολικών ονομάτων σε κάθε υπολογιστή) δουλεύει καλά σε μικρά δίκτυα, όπου ο αριθμός των συσκευών προορισμού είναι μικρός. Όταν, όμως, έχουμε συναλλαγές με ολόκληρο το Διαδίκτυο, είναι αδιανόητο να περιμένουμε, ότι όλα τα συμβολικά ονόματα και οι αντίστοιχες διευθύνσεις θα χωρέσουν σε ένα ASCII αρχείο. Το μέγεθος του αρχείου δεν είναι, όμως, το μόνο πρόβλημα. Το γεγονός, ότι τα μεγάλα δίκτυα τροποποιούνται συνεχώς, οδηγεί στην ανάγκη να εκτελούνται καθημερινά εκατοντάδες τροποποιήσεις και νέες εγγραφές στα αρχεία ονομάτων και διευθύνσεων. O χρόνος, που θα απαιτούνταν, για να ενημερωθούν τα αρχεία κάθε υπολογιστή (ή έστω τα αρχεία επιλεγμένων δρομολογητών των αυτόνομων συστημάτων) θα ήταν υπερβολικά μεγάλος και, επομένως, απαγορευτικός. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Η Λύση Η λύση του προβλήματος δόθηκε με την ανάπτυξη του Συστήματος Ονομάτων Περιοχής (Domain Name System - DNS). Το DNS είναι μηχανισμός απεικόνισης των διευθύνσεων σε ονόματα και το αντίστροφο. Το DNS περιέχει ένα χώρο ονομάτων ιεραρχικά οργανωμένο και η λειτουργία του στηρίζεται σε μία κατανεμημένη βάση δεδομένων. Η ιεραρχική δομή του χώρου ονομάτων είναι αυτή, που εξασφαλίζει και την επεκτασιμότητα του, αφού δεν υπάρχει περιορισμός στο βάθος της ιεραρχίας. Η ύπαρξη της κατανεμημένης βάσης δεδομένων επιβάλλεται από τον όγκο των δεδομένων, που πρέπει να τηρούνται και τη συχνότητα των υποβληθέντων ερωτήσεων. Εάν στη θέση της κατανεμημένης βάσης δεδομένων υπήρχε μία κεντρική βάση, θα υπήρχαν σημαντικά προβλήματα επικοινωνίας από το μεγάλο αριθμό ερωτήσεων, που θα δέχονταν καθημερινά από εκατομμύρια υπολογιστών, που είναι συνδεδεμένοι στο Διαδίκτυο. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Για τη λειτουργία του, το σύστημα DNS χρησιμοποιεί τους εξυπηρετητές ονόματος (name servers), οι οποίοι βρίσκονται σε διάφορα σημεία στο δίκτυο, παρέχουν πληροφορία απεικόνισης των ονομάτων σε διευθύνσεις και συνεργάζονται μεταξύ τους. Κάθε εξυπηρετητής ονόματος εξυπηρετεί συγκεκριμένο τμήμα περιοχής (δικτύου) ή όλη την περιοχή, εάν το δίκτυο είναι μικρό. Το τμήμα αυτό ονομάζεται ζώνη. Οι εξυπηρετητές ονόματος κάθε ζώνης (βασικοί και εφεδρικοί) δεν βρίσκονται όλοι στην ίδια τοποθεσία. Αυτό συμβαίνει, για να αποκλειστεί το ενδεχόμενο μία κεντρική διακοπή στην παροχή ρεύματος ή μία φυσική καταστροφή να θέσει εκτός λειτουργίας όλους τους εξυπηρετητές της ίδιας ζώνης. Κάθε εξυπηρετητής ονόματος επικοινωνεί με τους εξυπηρετητές της αμέσως υψηλότερης και χαμηλότερης (εάν υπάρχει) ιεραρχικά ζώνης. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Μοντέλο Πελάτη – Εξυπηρετητή Όποτε μια εφαρμογή χρειάζεται να μεταφράσει ένα όνομα σε διεύθυνση IP, γίνεται πελάτης του συστήματος ονοματοδοσίας. Ο πελάτης τοποθετεί το όνομα που θα μεταφραστεί σε ένα μήνυμα αίτησης DNS, και στέλνει την αίτηση σε έναν διακομιστή DNS. Ο διακομιστής εξάγει το όνομα από την αίτηση, το μεταφράζει σε μια ισοδύναμη διεύθυνση IP, και επιστρέφει στην εφαρμογή τη διεύθυνση που προέκυψε, με ένα μήνυμα απάντησης. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Χώρος Ονομάτων του DNS Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Ο χώρος ονομάτων του συστήματος DNS χρησιμοποιεί ιεραρχική αρχιτεκτονική, που διαιρεί το χώρο σε σύνολο περιοχών, οι οποίες περαιτέρω μπορούν να διαιρεθούν σε άλλες υποπεριοχές. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Εκτός από τις παραπάνω βασικές περιοχές, που αναφέρονται στις ΗΠΑ, υπάρχει επίσης μία βασική περιοχή για κάθε χώρα. Οι περιοχές αυτές, συνήθως, προσδιορίζονται από μικρό τμήμα του ονόματος της χώρας στην οποία απευθύνονται. Για παράδειγμα ο κωδικός της Ελλάδας είναι .gr και του Καναδά .ca. Κάτω από κάθε βασική περιοχή υπάρχει δεύτερο επίπεδο περιοχών, που προσδιορίζει συνήθως τον οργανισμό, στον οποίο ανήκει το δίκτυο. Οι περιοχές δευτέρου επιπέδου ονομάζονται domains και καθεμία είναι μοναδική. Συνήθως, τα ονόματα (domain names), που τους εκχωρούνται, είναι αντιπροσωπευτικά και αντικατοπτρίζουν την εταιρία ή τον οργανισμού, στον οποίο ανήκουν. Τα domain names βρίσκονται αριστερά των ονομάτων των βασικών περιοχών και διαχωρίζονται από αυτά με τελεία. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Παράδειγμα Το σύστημα ntua.gr ανήκει στη βασική περιοχή της Ελλάδας και το domain name ntua αναφέρεται στην περιοχή, που έχει παραχωρηθεί στο Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο Ε.Μ.Π. (National Technical University of Athens - NTUA). Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Ο οργανισμός ή η εταιρία, στην οποία έχει παραχωρηθεί ένα domain name, είναι ο αποκλειστικός υπεύθυνος για τη διαχείρισή του. Έτσι, εάν ο διαχειριστής του συστήματος διαιρέσει το δίκτυο σε μικρότερα υποδίκτυα, η διαίρεση αυτή μπορεί να επεκταθεί και στην περιοχή ονομάτων του οργανισμού. Κάθε νέο υποδίκτυο αντιστοιχεί σε περιοχή ονομάτων τρίτου επιπέδου, που ονομάζεται subdomain. Στην ονοματολογία του χώρου ονομάτων, βρίσκεται στα αριστερά των domain names και διαχωρίζεται από αυτά με τελεία. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Παράδειγμα Το σύστημα telecom.ntua.gr ανήκει στη βασική περιοχή της Ελλάδας .gr, στο domain name του Ε.Μ.Π. ntua.gr, του οποίου αποτελεί ένα subdomain. To σύστημα telecom.ntua.gr αντικατοπτρίζει την περιοχή ονομάτων, που έχει παραχωρηθεί σε ένα από τα πολλά εργαστήρια του Ε.Μ.Π., στο Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών, προκειμένου να απεικονίσει το δικό του δίκτυο. Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

ΤΕΛΟΣ Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ