Como funciona DNS?

O DNS é uma base de dados distribuída, contendo informação de mapeamento entre nomes de domínios e informação relativa a esses domínios. É também, um protocolo de aplicação que permite a comunicação entre clientes e servidores. O DNS define o processo de interrogação e actulização da base de dados, os mecanismos de replicação da informação entre servidores e a organização da informação na base de dados.

Como funciona DNS?

Para compreender o funcionamento do DNS, é necessário descrever o serviço nestas duas perspectivas: A comunicação entre clientes e servidores, e o modo como se organiza a informação sob a forma de base de dados distribuída.

Comunicação entre Clientes e Servidores

Como uma boa parte do serviços da Internet, o DNS é baseado no modelo cliente-servidor. Um computador cliente é qualquer equipamento que necessita de conhecer informação contida no DNS, por exemplo, um endereço IP correspondente a um nome. A um pedido de acesso à informação DNS, dá-se o nome de QUERY. Para um computador cliente interrogar um servidor, necessita de um RESOLVER, um conjunto de rotinas ou processo a que uma aplicação do utilizador recorre para obter a tradução do nome em endereço IP e que constitui o verdadeiro cliente de serviço.

Os Servidores de Nomes (name servers), suportam uma base de dados distribuídas, que inclui toda a informação de correspondência entre nomes e endereços IP. Geralmente, os servidores de nomes são equipamentos com sistemas de operação Unix que executam o software berkeley Internet Name Domain (BIND). As plataformas de servidores Microsoft incluem, também software que permite a implementação de servidores de nomes.

A comunicação entre clientes e servidores de nomes recorre ao protocolo de aplicação designado por DNS, que utiliza a porta 53 e os protocolos TCP e UDP.

Na figura seguinte é ilustrada a comunicação entre clientes e servidores de nomes:

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Diálogo cliente-servidor de nomes

Um processo do utilizador, por exemplo um navegador WWW, pergunta ao resolver qual o endereço IP correspondente a um determinado nome (1). O resolver pede esta informação ao serviodr de nomes mais próximo, conhecido pela configuração de TCP/IP do cliente (2). Este servidor de nomes mais próximo, não conhecendo o endereço IP do nome solicitado, interroga outros servidores de nomes (3). O servidor de nomes local, após receber o endereço IP correspondente ao nome solicitado (4), devolve o resultado do query ao resolver (5). Finalmente, o resolver envia o endereço IP à aplicação do utilizador (6).

Espaço de Nomeação de Domínios

Descrito o DNS enquanto protocolo de comunicação, é igualmente importante descrevê-lo como repositório de informação que contém todas as correspondências entre nomes e endereços IP de todos os computadores da Internet – O espaço de nomeação de domínios (Domain Name Space).

Tendo em conta a dependência de todos os serviços da Internet relativamente ao DNS. o volume de informação a gerir e o número de pedidos de tradução de nomes em endereços a que deverá responder, o DNS só poderia ser implementado como uma base de dados distribuídas, escalável e com administração descentralizada, para o que foi necessário desenhar uma estrutura de nomes em árvore que, de algum modo, correspondesse a uma estrutura administrativa hierárquica. A seguinte figura representa um fragemento de espaço de nomeação de domínios.

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Fragmento do Espaço de Nomeação de Domínios

Cada ramos desta árvore corresponde a um domínio que, por sua vez, pode ramificar-se em SUBDOMÍNIOS. A cada organização é atribuída autoridade sobre uma parte do espaço de nomeação, ficando responsável pela sua administração, subdivisão e atribuição de nomes, dentro desse espaço. A informação relativa a um domínio é armazenada nos respectivos servidores de nomes.

Cada domínio tem um nome único, dependente da sua posição na árvore. O Fully Qualified Domain Name (FQDN) de um computador inclui o nome do computador e os nomes de todos os subdomínios até à raiz, separados por “.”. No FQDN, podem ser utilizados os caracteres a-z, A-Z, 0-9, o sinal menos (“-“) e ponto (“.”) como separador entre nomes de domínios. Assim, exemplo.faq.pt será o FQDN de um computador com o nome exemplo, pertencente à empresa FAQ (a que corresponde o domínio faq).

O nó de nível mais elevado é a raiz (root domain) e representa-se por “.”. Na figura, os domínios “com”, “edu” e “pt”, são subdomínios da raiz; “cisco” é um subdomínio de “com” e “faq”, um subdomínio de “pt”. A gestão da raiz do DNS está a cargo de uma autoridade de registo de nomes, que delega a responsabilidade administrativa de partes do espaço de nomeação – os domínios de topo (TLD, Top Level Domain).

Um dos principais objectivos do DNS é permitir uma administração descentralizada da informação, o que é conseguido através da delegação de autoridade. Este conceito é facilmente compreendido, analisando a estrutura hierárquica, representada na figura anterior. O domínio raiz delegou a autoridade sobre os domínios com, edu, pt, etc. em organizações que deverão manter a informação relativa a estes domínios. Por sua vez, a entidade responsável pelo domínio pt, delegou à empresa FAQ, autoridade sobre o domínio faq. Esta, se o desejar, poderá igualmente delegar autoridade sobre outros subdomínios que, eventualmentem, corresponderão à sua estrutura administrativa. Deste modo, uma entidade responsável por um domínio apenas deverá manter referências para os pontos que contêm informação relativa a estes subdomínios. Assim, quando um servidor for interrogado sobre o endereço IP correspondente a um determinado nome, saberá informar para onde deverá ser redireccionado o query. A informação de delegação de subdomínios é, também, armazenada nos servidores de nomes.

Bibliografia:

Fernando Boavista. at al. – Administração de Redes Informáticas. – Lisboa: FCA, 2009. – p.70-71-72-73-74

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