7.8 Σύστημα Ονομάτων Περιοχών (Domain Name System, DNS) 1
Τι είναι το όνομα ενός υπολογιστή ή ενός δικτύου; Επειδή οι χρήστες δεν μπορούν να θυμούνται τις IP διευθύνσεις (οι οποίες έχουν τη μορφή τεσσάρων δεκαδικών αριθμών που χωρίζονται με τελεία), δίνουν στους υπολογιστές και στα δίκτυα συμβολικά ονόματα. Όπως ένας υπολογιστής μπορεί να έχει πολλές IP διευθύνσεις (μία για κάθε σύνδεση του), έτσι μπορεί να έχει και πολλά ονόματα. 2
Ποια είναι η διαφορά του από την IP διεύθυνση; Η IP διεύθυνση προσδιορίζει την σύνδεση του Η/Υ στο συγκεκριμένο δίκτυο, δηλαδή ένα σημείο επαφής στο δίκτυο. Έτσι αν ένας υπολογιστής μετακινηθεί σε άλλη θέση (στο ίδιο ή σε διαφορετικό δίκτυο), τότε η IP διεύθυνση του πρέπει να αλλάξει. Ένας φορητός Η/Υ στο σχολείο θα πάρει IP διεύθυνση με βάση το σχολικό δίκτυο του σχολείου. Ο ίδιος Η/Υ σε μια πλατεία με ασύρματο internet θα πάρει νέα-διαφορετική διεύθυνση IP. Αντίθετα το όνομα προσδιορίζει τον ίδιο τον υπολογιστή. Έτσι αν ένας υπολογιστής μετακινηθεί σε άλλη θέση (στο ίδιο ή σε διαφορετικό δίκτυο), τότε το όνομα του μπορεί να παραμείνει το ίδιο. 3
Τι μορφή έχουν τα ονόματα των ατομικών υπολογιστών (ή συσκευών) σ ενα δίκτυο; Έχουν τέτοια μορφή που τα καταλαβαίνουν εύκολα οι άνθρωποι που χρησιμοποιούν το δίκτυο όχι όμως και οι υπόλοιποι. είναι περιγραφικά και μας βοηθούν να αναγνωρίσουμε τη συγκεκριμένη συσκευή μέσα στο δίκτυο είναι συμβολικά και κωδικοποιημένα ανάλογα με: τον τύπο της συσκευής το χώρο που βρίσκεται η συσκευή την εργασία που εκτελεί η συσκευή το χρήστη της συσκευής. 4
Παράδειγμα: Σε μια μεγάλη εταιρία, ο πρώτος υπολογιστής του λογιστηρίου θα μπορούσε να ονομαστεί π.χ: accounting-pc01 Το όνομα δηλώνει: Τη θέση του και το σκοπό του (accounting, λογιστήριο) Το είδος της συσκευής (pc, προσωπικός υπολογιστής) Έναν αριθμό (01) που τον ξεχωρίζει από άλλους υπολογιστές που βρίσκονται στο λογιστήριο. 5
Τι μορφή έχουν τα ονόματα των δικτύων; Τα ονόματα των δικτύων δείχνουν το όνομα του οργανισμού στο οποίο ανήκει το δίκτυο 6
Σε κάθε περίπτωση, για να επικοινωνήσουμε με κάποια απομακρυσμένη συσκευή είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσουμε την διεύθυνση IP της. Όταν χρησιμοποιούμε το όνομα της (το οποίο είναι πιο εύκολο να το θυμόμαστε), πρέπει με κάποιο τρόπο να γίνει η μετατροπή του στην αντίστοιχη IP διεύθυνση. 7
Αν ο κάθε υπολογιστής είχε ένα αρχείο με την αντιστοιχία συμβολικών ονομάτων και IP διευθύνσεων Θα πρέπει αυτό το αρχείο να περιέχει τα ονόματα και τις διευθύνσεις όλων των υπολογιστών του δικτύου, να υπάρχει σε όλους τους υπολογιστές και να διατηρείται ενημερωμένο όταν γίνονται αλλαγές. Ο υπολογιστής που ξεκινάει μια αποστολή δεδομένων, θα ψάξει μέσα σε αυτό το αρχείο να βρει το όνομα του υπολογιστή προορισμού και από την ίδια γραμμή θα διαβάσει την διεύθυνση IP που πρέπει να χρησιμοποιήσει. 8
Ποια προβλήματα θα δημιουργούνταν; Κάθε υπολογιστής του δικτύου πρέπει να έχει ένα αντίγραφο αυτού του αρχείου. Αν το πλήθος των υπολογιστών είναι μεγάλο, το μέγεθος του αρχείου αυτού θα ήταν τεράστιο και η αναζήτηση σε αυτό θα είναι πολύ αργή. Θα έπρεπε να γίνονται συνέχεια αλλαγές στο αρχείο αυτό εξαιτίας των αλλαγών που γίνονται στα δίκτυα. Για παράδειγμα όταν προσθέτουμε ή αφαιρούμε ένα υπολογιστή, ή όταν αλλάζουμε ένα όνομα ή διεύθυνση. Επίσης πρέπει να κρατάμε ενημερωμένα όλα τα αντίγραφα του αρχείου. 9
Γνωρίζετε όμως ότι μπορούμε να κάνουμε εύκολες και γρήγορες αναζητήσεις σε δεδομένα, αν τα αποθηκεύσουμε με κατάλληλο τρόπο σε μια βάση δεδομένων. Η λύση του παραπάνω προβλήματος δόθηκε με την ανάπτυξη του Συστήματος Ονομάτων Περιοχών ή DNS, Domain Name System. 10
Τι είναι το Σύστημα Ονομάτων Περιοχής (DNS); Είναι μηχανισμός που αντιστοιχίζει τις διευθύνσεις σε ονόματα και τα ονόματα σε διευθύνσεις Περιέχει έναν ιεραρχικά οργανωμένο χώρο ονομάτων, που μπορεί να μεγαλώσει Χρησιμοποιεί: μια κατανεμημένη βάση δεδομένων τους εξυπηρετητές ονόματος(dns servers) 11
Γιατί το DNS χρησιμοποιεί μια κατανεμημένη και όχι μια κεντρική Βάση Δεδομένων; Κατανεμημένη είναι μια βάση δεδομένων όταν τα δεδομένα της είναι διασκορπισμένα σε περισσότερα από ένα μηχανήματα, αντί για ένα και μοναδικό κεντρικό αρχείο Γιατί: Τα δεδομένα είναι πολλά Γίνονται πολλές ερωτήσεις Αν αντί για κατανεμημένη βάση χρησιμοποιούνταν μία κεντρική βάση, τότε αυτή δε θα μπορούσε να λειτουργήσει σωστά, εξ αιτίας των πολλών ερωτήσεων που θα δέχονταν από εκατομμύρια υπολογιστές του Διαδικτύου. 12
Τι είναι οι εξυπηρετητές ονόματος DNS και πώς λειτουργούν; Για να λειτουργήσει το DNS χρησιμοποιεί τους εξυπηρετητές ονόματος οι οποίοι: Βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία του δικτύου Μας πληροφορούν σχετικά με το ποιο όνομα αντιστοιχεί σε ποια διεύθυνση Συνεργάζονται μεταξύ τους Κάθε εξυπηρετητής εξυπηρετεί ένα συγκεκριμένο τμήμα του δικτύου, που ονομάζεται ζώνη. Σε μία ζώνη υπάρχουν διάφοροι εξυπηρετητές βασικοί και εφεδρικοί, που δε βρίσκονται όλοι στην ίδια τοποθεσία. Έτσι αν συμβεί διακοπή ρεύματος ή φυσική καταστροφή σε μία τοποθεσία, δε θα καταστραφούν όλοι οι εξυπηρετητές της ίδιας ζώνης Επίσης η Βάση Δεδομένων διαιρείται σε ζώνες που δεν καλύπτουν η μία την άλλη. Το DNS είναι οργανωμένο σε φωλιασμένες ζώνες Κάθε εξυπηρετητής επικοινωνεί με τους εξυπηρετητές της αμέσως υψηλότερης και της αμέσως χαμηλότερης στην ιεραρχία ζώνης. 13
Οργάνωση Δικτύου σε Ζώνες 14
Για να το καταλάβετε φανταστείτε ότι ψάχνετε την διεύθυνση του υπολογιστή: joshua.freebsdgr.org Η αναζήτηση σας μπορεί να γίνει ως εξής: Το μηχάνημα σας θα επικοινωνήσει με τον εξυπηρετητή DNS που είναι υπεύθυνος για την περιοχή.org. Ο εξυπηρετητής DNS δεν γνωρίζει τον υπολογιστή joshua αλλά γνωρίζει ποιος υπολογιστής DNS είναι υπεύθυνος για τη ζώνη freebsdgr.org η οποία είναι ένα μικρό κομμάτι του org. Θα ρωτήσει τον εξυπηρετητή αυτό για τη διεύθυνση του υπολογιστή joshua. Θα λάβει την απάντηση joshua.freebsdgr.org = 94.71.69.206 την οποία και θα στείλει στο δικό σας υπολογιστή. 15
Με ποιο τρόπο οργανώνεται ο χώρος των ονομάτων του DNS; 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. Η δομή αυτή οδηγεί σε δέντρο, όπως δείχνει και το επόμενο σχήμα: 16
Από πόσες περιοχές αποτελείται ο Από τρεις: χώρος ονομάτων του DNS Το πρώτο επίπεδο περιοχών: Ονομάζονται βασικές περιοχές Βρίσκονται στα δεξιά του ονόματος Το δεύτερο επίπεδο περιοχών: Ονομάζονται domains Βρίσκονται αριστερά των ονομάτων των βασικών περιοχών και διαχωρίζονται από αυτά με τελεία Προσδιορίζουν τον οργανισμό ή την επιχείρηση που χρησιμοποιεί το όνομα (και στον οποίο ανήκει το αντίστοιχο δίκτυο). Κάθε μια από αυτές τις περιοχές είναι μοναδική. Το τρίτο επίπεδο περιοχών: Ονομάζονται subdomains Βρίσκονται αριστερά των domains και διαχωρίζονται από αυτά με τελεία Προσδιορίζουν τα υποδίκτυα του συγκεκριμένου δικτύου 17
Βασικές περιοχές Στις ΗΠΑ υπάρχουν επτά τέτοιες περιοχές οι οποίες έχουν καθιερωθεί ουσιαστικά παγκόσμια, και στις οποίες κατατάσσονται τα δίκτυα ανάλογα με τις δραστηριότητες του οργανισμού ή της επιχείρησης στην οποία ανήκουν. Οι περιοχές αυτές είναι οι παρακάτω: -.arpa: Ειδικοί οργανισμοί διαδικτύου -.com: Εταιρίες -.edu: Εκπαιδευτικά ιδρύματα -.gov: Κυβερνητικοί οργανισμοί -.mil: Στρατιωτικοί οργανισμοί -.net: Κέντρα διοίκησης δικτύου -.org: Οτιδήποτε δεν μπορεί να καταταγεί σε κάποια από τις προηγούμενες κατηγορίες (τυπικά μη-κερδοσκοπικοί οργανισμοί) 18
Βασικές περιοχές Εκτός από τις παραπάνω κατηγορίες οι οποίες ισχύουν στις ΗΠΑ (αν και αυτό δεν σημαίνει ότι μια δικτυακή τοποθεσία που τελειώνει π.χ. σε.com θα βρίσκεται στις ΗΠΑ μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε) υπάρχει επίσης μια βασική περιοχή ανά χώρα. Ο προσδιορισμός τους γίνεται με βάση ένα μικρό τμήμα (δύο τρία γράμματα) του ονόματος της χώρας. Για παράδειγμα, η περιοχή που αντιστοιχεί στην Ελλάδα ονομάζεται.gr, της Γερμανίας είναι.de και της Μεγάλης Βρετανίας είναι.uk. 19
domains Ο οργανισμός ή η εταιρία, στην οποία έχει παραχωρηθεί ένα domain name, είναι ο αποκλειστικός υπεύθυνος για τη διαχείρισή του. Έτσι ο διαχειριστής του συστήματος μπορεί να διαιρέσει το δίκτυο σε μικρότερα υποδίκτυα. Κάθε νέο υποδίκτυο αντιστοιχεί σε περιοχή ονομάτων τρίτου επιπέδου, που ονομάζεται subdomain. 20
Ιεραρχική Οργάνωση χώρου ονομάτων DNS 1o επίπεδο Ονοματολογίας Βασικές Περιοχές.gr - gr: Ρίζα (το πιο γενικό, όλη η περιοχή που έχει αποδοθεί στη χώρα μας) ntua: Η περιοχή που έχει αποδοθεί στο ΕΜΠ. Είναι ένα μικρό μέρος από τις διευθύνσεις που έχουν δοθεί στο.gr.ntua.gr.x1.gr.xn.gr 2o επίπεδο Ονοματολογίας domains telecom.ntua.gr y1.ntua.gr telecom: Η περιοχή που έχει αποδοθεί στο εργαστήριο τηλεπικοινωνιών του ΕΜΠ. Είναι ένα μικρό μέρος των διευθύνσεων που έχουν δοθεί στο ntua. yn.ntua.gr 3o επίπεδο Ονοματολογίας subdomains 21
Αν το ektor.telecom.ntua.gr είναι το όνομα ενός υπολογιστή εξηγείστε τι είναι το κάθε κομμάτι του ονόματος ektor.telecom.ntua.gr ektor Όνομα υπολογιστή telecom subdomain ntua domain gr Βασική Περιοχή 22