عنوان مقاله

 

نوع فایل

تعداد صفحات

ورد – Word

۳۷ صفحه

پیش نمایش مقاله

 فصل اولآشنایی با DNS

 

 DNS چیست؟

DNS مسئولیت حل مشکل اسامی کامپیوترها ( ترجمه نام به آدرس ) در یک شبکه و مسائل مرتبط با برنامه های Winsock را بر عهده دارد. بمنظور برخی از مفاهیم کلیدی و اساسی DNS ، لازم است که سیستم فوق را با سیستم دیگر نامگذاری در مایکروسافت(NetBIOS ) مقایسه نمائیم .

قبل از عرضه ویندوز ۲۰۰۰ تمامی شبکه های مایکروسافت از مدل NetBIOS برای نامگذاری ماشین ها و سرویس ها ی موجود بر روی شبکه استفاده می کردند. NetBIOS در سال ۱۹۸۳ به سفارش شرکت IBM طراحی گردید. پروتکل فوق در ابتدا بعنوان پروتکلی در سطح لایه ” حمل ” ایفای وظیفه می کرد.در ادامه مجموعه دستورات NetBIOS بعنوان یک اینترفیس مربوط به لایه Session نیز مطرح تا از این طریق امکان ارتباط با سایر پروتکل ها نیز فراهم گردد. NetBEUI مهمترین و رایج ترین نسخه پیاده سازی شده در این زمینه است . NetBIOS برای شیکه های کوچک محلی با یک سگمنت طراحی شده است . پروتکل فوق بصورت Broadcast Base است . سرویس گیرندگان NetBIOS می توانند سایر سرویس گیرندگان موجود در شبکه را از طریق ارسال پیامهای Broadcast بمنظور شناخت و آگاهی از آدرس سخت افزاری کامپیوترهای مقصد پیدا نمایند. شکل زیر نحوه عملکرد پروتکل فوق در یک شبکه و آگاهی از آدرس سخت افزاری یک کامپیوتر را نشان می دهد. کامپیوتر ds2000 قصد ارسال اطلاعات به کامپیوتری با نام Exeter را  دارد. یک پیام Broadcast برای تمامی کامپیوترهای موجود در سگمنت ارسال خواهد شد. تمامی کامپیوترهای موجود در سگمنت مکلف به بررسی پیام می باشند. کامپیوتر Exeter پس از دریافت پیام ،آدرس MAC خود را برای کامپیوتر ds2000 ارسال می نماید.

همانگونه که اشاره گردید استفاده از پروتکل فوق برای برطرف مشکل اسامی ( ترجمه نام یک کامپیوتر به آدرس فیزیکی و سخت افزاری ) صرفا” برای شبکه های محلی با ابعاد کوچک توصیه شده و در شبکه های بزرگ نظیر شبکه های اترنت با ماهیت Broadcast Based با مشکلات عدیده ای مواجه خواهیم شد.در ادامه به برخی از این مشکلات اشاره شده است .
● بموازات افزایش تعداد کامپیوترهای موجود در شبکه ترافیک انتشار بسته های اطلاعاتی بشدت افزایش خواهد یافت .
● پروتکل های مبتنی بر NetBIOS ( نظیر NetBEUI) دارای مکانیزمهای لازم برای روتینگ نبوده و دستورالعمل های مربوط به روتینگ در مشخصه فریم بسته های اطلاعاتی NetBIOS تعریف نشده است .
● در صورتیکه امکانی فراهم گردد که قابلیت روتینگ به پیامهای NetBIOS داده شود ( نظیر Overlay نمودن NetBIOS بر روی پروتکل دیگر با قابلیت روتینگ ، روترها بصورت پیش فرض بسته های NetBIOS را منتشر نخواهند کرد.
ماهیت BroadCast بودن پروتکل NetBIOS یکی از دو فاکتور مهم در رابطه با محدودیت های پروتکل فوق خصوصا” در شبکه های بزرگ است . فاکتور دوم ، ساختار در نظر گرفته شده برای نحوه نامگذاری است . ساختار نامگذاری در پروتکل فوق بصورت مسطح (Flat) است .

۱-۲ Flat NetBios NameSpace

بمنظور شناخت و درک ملموس مشکل نامگذاری مسطح در NetBIOS لازم است که در ابتدا مثال هائی در این زمینه ذکر گردد. فرض کنید هر شخص در دنیا دارای یک نام بوده و صرفا” از طریق همان نام شناخته گردد. در چنین وضعیتی اداره راهنمائی و رانندگی اقدام به صدور گواهینمامه رانندگی می نماید. هر راننده دارای یک شماره سریال خواهد شد. در صورتیکه از اداره فوق سوالاتی نظیر سوالات ذیل مطرح گردد قطعا” پاسخگوئی به آنها بسادگی میسر نخواهد شد.
– چند نفر با نام احمد دارای گواهینامه هستند؟
– چند نفر با نام رضا دارای گواهینامه هستند؟
در چنین حالی اگر افسر اداره راهنمائی و رانندگی راننده ای را بخاطر تخلف متوقف نموده و از مرکز و بر اساس نام وی استعلام نماید که آیا ” راننده ای با نام احمد قبلا” نیز مرتکب تخلف شده است یا خیر ؟” در صورتیکه از طرف مرکز به وی پاسخ مثبت داده شود افسر مربوطه هیچگونه اطمینانی نخواهد داشت که راننده در مقابل آن همان احمد متخلف است که قبلا” نیز تخلف داشته است .
یکی از روش های حل مشکل فوق، ایجاد سیستمی است که مسئولیت آن ارائه نام بصورت انحصاری و غیرتکراری برای تمامی افراد در سطح دنیا باشد. در چنین وضعیتی افسر اداره راهنمائی و رانندگی در برخورد با افراد متخلف دچار مشکل نشده و همواره این اطمینان وجود خواهد داشت که اسامی بصورت منحصر بفرد استفاده شده است . در چنین سیستمی چه افراد و یا سازمانهائی مسئله عدم تکرار اسامی را کنترل و این اطمینان را بوجود خواهند آورند که اسامی بصورت تکراری در سطح دنیا وجود نخواهد داشت؟. بهرحال ساختار سیستم نامگذاری می بایست بگونه ای باشد که این اطمینان را بوجود آورد که نام انتخاب شده قبلا” در اختیار دیگری قرار داده نشده است . در عمل پیاده سازی اینچنین سیستم هائی غیر ممکن است.مثال فوق محدودیت نامگذاری بصورت مسطح را نشان می دهد.
سیستم نامگذاری بر اساس NetBIOS بصورت مسطح بوده و این بدان معنی است که هر کامپیوتر بر روی شبکه می بایست دارای یک نام متمایز از دیگران باشد. در صورتیکه دو کامپیوتر موجود بر روی شبکه های مبتنی بر NetBIOS دارای اسامی یکسانی باشند پیامهای ارسالی از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر که دارای چندین نمونه ( نام تکراری ) در شبکه است، می تواند باعث بروز مشکلات در شبکه و عدم رسیدن پیام ارسال شده به مقصد درست خود باشد.

۱-۳ اینترفیس های NetBIOS و WinSock

DNS مسائل فوق را بسادگی برطرف نموده است . سیستم فوق از یک مدل سلسله مراتبی برای نامگذاری استفاده کرده است . قبل از پرداختن به نحوه عملکرد و سیستم DNS لازم است در ابتدا با نحوه دستیابی برنامه ها به پروتکل های شبکه و خصوصا” نحوه ارتباط آنها با پروتکل TCP/IP آشنا شویم .
برنامه های با قابلیت اجراء بر روی شبکه هائی با سیستم های عامل مایکروسافت، با استفاده از دو روش متفاوت با پروتکل TCP/IP مرتبط می گردنند.
● اینترفیس سوکت های ویندوز (WinSock)
● اینترفیس NetBIOS
اینترفیس های فوق یکی از مسائل اساسی در نامگذاری و ترجمه اسامی در شبکه های مبتنی بر TCP/IP را به چالش می کشانند.برنامه های نوشته شده که از اینترفیس NetBIOS استفاده می نمایند از نام کامپیوتر مقصد بعنوان ” نقطه آخر” برای ارتباطات استفاده می نمایند در چنین مواردی برنامه های NetBIOS صرفا” مراقبت های لازم را در خصوص نام کامپیوتر مقصد بمنظور ایجاد یک session انجام خواهند داد. در حالیکه پروتکل های TCP/IP )IP,TCP) هیچگونه آگاهی از اسامی کامپیوترهای NetBIOS نداشته و در تمامی موارد مراقبت های لازم را انجام نخواهند داد.
بمنظور حل مشکل فوق( برنامه هائی که از NetBIOS بکمک اینترفیس NetBIOS با پروتکل TCP/IP مرتبط خواهند شد) از اینترفیس  netBT و یا NetBIOS over TCP/IP استفاده می نمایند. زمانیکه درخواستی برای دستیابی به یک منبع در شبکه از طریق یک برنامه با اینترفیس NetBIOS ارائه می گردد و به لایه Application می رسد از طریق اینترفیس NetBT با آن مرتبط خواهد شد.در این مرحله نام NetBIOS ترجمه و به یک IP تبدیل خواهد شد. زمانیکه نام NetBIOS کامپیوتر به یک آدرس فیزیکی ترجمه می گردد درخواست مربوطه می تواند لایه های زیرین پروتکل TCP/IP را طی تا وظایف محوله دنبال گردد. شکل زیر نحوه انجام عملیات فوق را نشان می دهد.

۱-۴ اینترفیس Winsock 
اغلب برنامه هائی که براساس پروتکل TCP/IP نوشته می گردنند، از اینترفیس Winsock استفاده می نمایند. این نوع برنامه ها نیازمند آگاهی از نام کامپیوتر مقصد برای ارتباط نبوده و با آگاهی از آدرس IP کامپیوتر مقصد قادر به ایجاد یک ارتباط خواهند بود.
کامپیوترها جهت کار با اعداد ( خصوصا” IP ) دارای مسائل و مشکلات بسیار ناچیزی می باشند.در صورتیکه انسان در این رابطه دارای مشکلات خاص خود است . قطعا” بخاطر سپردن اعداد بزرگ و طولانی برای هر شخص کار مشکلی خواهد بود. هر یک از ما طی روز به وب سایت های متعددی مراجعه و صرفا” با تایپ آدرس مربوطه که بصورت یک نام خاص است (www.test.com) از امکانات سایت مربوطه بهره مند می گردیم. آیا طی این نوع ملاقات ها ما نیازمند آگاهی از آدرس IP سایت مربوطه بوده ایم؟ بهرحال بخاطر سپردن اسامی کامپیوترها بمراتب راحت تر از بخاطر سپردن اعداد ( کد ) است . از آنجائیکه برنامه های Winsock نیازمند آگاهی از نام کامپیوتر و یا Host Name نمی باشند می توان با رعایت تمامی مسائل جانبی از روش فوق برای ترجمه اسامی استفاده کرد. فرآیند فوق را ترجمه اسامی (Host Name Resoulation) می گویند.

  • روشهای جستجو در سرویس دهنده های نام

همانگونه که اشاره شد اسامی نمادین در شبکه اینترنت که خود در قالب حوزه ها و زیر حوزه ها سازماندهی شده اند در یک فایل متمرکز ذخیره نمی شوند بلکه روی کل شبکه اینترنت توزیع شده اند ، به همین دلیل برای ترجمه یک نام به آدرس IP ممکن است چندین مرحله “پرس و جو” صورت بگیرد تا یک آدرس پیدا شود. طبیعی است که یک پرس و جو برای تبدیل یک نام حوزه همیشه موفقیت آمیز نباشد و ممکن است به پرس و جوهای بیشتری نیاز شود یا حتی ممکن است یک آدرس نمادین اشتباه باشد و هیچ معادل IP نداشته باشد.

۲-۱ سه روش برای پرس و جوی نام در سرویس دهنده های نام وجود دارد :

پرس و جوی تکراری (Iterative Query)

پرس و جوی بازگشتی (Recursive Query)

پرس و جوی معکوس (Reverse Query)

» حال به بررسی این سه روش می پردازیم :

۲-۱-۱) پرس و جوی تکراری: در پرس و جوی تکراری قسمت اعظم تلاش برای تبدیل یک نام بر عهده سرویس دهنده محلی است؛ این DNS حداقل به آدرس ماشین Root ، به عنوان نقطه شروع نیاز دارد . وقتی یک تقاضای ترجمه آدرس به سرویس دهنده محلی ارسال می شود در صورتی که قادر به ترجمه نام به معادل IP آن باشد ، معادل آدرس IP نام مورد نظر را به تقاضا کننده برمی گرداند. (این حالت وقتی است که سرویس دهنده محلی قبلاً آن نام را ترجمه و در یک فایل ذخیره کرده باشد.) در غیر این صورت سرویس دهنده محلی خودش یک تقاضا برای DNS سطح بالا ارسال می کند. این سرویس دهنده ، آدرس ماشینی را که می تواند برای ترجمه نام مورد نظر مفید باشد ، به سرویس دهنده محلی معرفی می کند؛ سرویس دهنده محلی مجدداً یک تقاضا به ماشین معرفی شده در مرحله قبل ارسال می کند. در این حالت هم سرویس دهنده نام می تواند در صورت یافتن آدرس IP با آن نام حوزه ، آنرا ترجمه کند و یا آنکه آدرس سرویس دهنده سطح پایینتری را به او برگرداند .این روند ادامه می یابد تا DNS نهایی نام مورد نظر را به آدرس IP ترجمه نماید. برای درک بهتر از روند کار به شکل زیر دقت کنید. در این مثال فرض شده است که یک برنامه کاربردی با فراخوانی “تابع تحلیلگر نام”، تقاضای ترجمه نام www.microsoft.com را می نماید.

مراحلی که انجام می شود به شرح زیر است:

در مرحله اول برنامه کاربردی با فراخوانی “تابع تحلیل نام” ، تقاضای ترجمه آدرس www.microsoft.com را برای سرویس دهنده محلی ارسال کرده و منتظر می ماند.

در مرحله دوم ، سرویس دهنده محلی از سرویس دهنده Root (که حوزه های متفاوت را تفکیک می کند) آدرس ماشین یک DNS که متولی حوزه .com است را سؤال می کند.

در مرحله سوم ، آدرس سرویس دهنده مربوط به حوزه .com بر می گردد.

در مرحله چهارم ، سرویس دهنده محلی ، از ماشین معرفی شده در مرحله قبلی ، آدرس سرویس دهنده مربوط به حوزه Microsoft.com را سؤال می نماید.

در مرحله پنجم فهرستی از سرویس دهنده های DNS مربوط به Microsoft.com بر می گردد.

در مرحله ششم، سرویس دهنده محلی تقاضای ترجمه آدرس نمادین www.microsoft.com را از DNS متعلق به حوزه Microsoft.com می کند.

در مرحله هفتم ، معادل آدرس IP نام www.microsoft.com برمی گردد.

در مرحله هشتم ، آدرس IP خواسته شده در اختیار برنامه کاربردی قرار می گیرد.

۲-۱-۲) پرس و جوی بازگشتی: در این روش هر گاه برنامه ای بخواهد آدرس IP معادل یک نام مثل cs.yale.edu را بدست آورد بگونه ای که قبلاً اشاره شد ، “تابع سیستمی تحلیل نام” را فراخوانی می کند. این تابع یک ماشین را بعنوان سرویس دهنده محلی از قبل می شناسد و بنابراین تقاضای تبدیل نام را به روش UDP برای آن ارسال کرده و منتظر جواب می ماند

(پاسخ نهایی DNS طبیعتاً باید یک آدرس ۳۲ بیتی معادل آدرس IP یک ماشین باشد)

دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد:

ممکن است در بانک اطلاعاتی مربوط به سرویس دهنده محلی ، آدرس IP معادل با آن نام از قبل وجود داشته و بالطبع به سرعت مقدار معادل IP آن بر می گردد.

ممکن است در بانک اطلاعاتی سرویس دهنده محلی ، معادل IP آن نام وجود نداشته باشد.مثلاً سرویس دهنده محلی در بانک اطلاعاتی خودش معادل IP نام cs.mit.edeu را نداشته و طبیعتاً نمی تواند آن را ترجمه کند. در چنین حالتی سرویس دهنده محلی موظف است بدون آنکه به تقاضا دهنده خبر بدهد، خودش رأساً به سرویس دهنده سطح بالاتر تقاضای ترجمه آدرس بدهد. در این حالت هم DNS سطح بالاتر به همین نحو ترجمه آدرس را پیگیری می کند یعنی اگر معادل IP آن نام را داشته باشد آنرا برمی گرداند و در غیر اینصورت خودش از سرویس دهنده سطح پایینتر تقاضای ترجمه آن نام را می نماید و این مراحل تکرار می شود. در روش پرس و جوی بازگشتی ماشین سرویس دهنده محلی این مراحل متوالی را نمی بیند و هیچ کاری جز ارسال تقاضای ترجمه یک آدرس بر عهده ندارد و پس از ارسال تقاضا برای سرویس دهنده سطح بالا منتظر خواهد ماند. بازهم تکرار می کنیم ، روشی که DNS برای ترجمه آدرس بکار می برد می تواند بدون اتصال (UDP) باشد که این کار به سرعت عمل ترجمه آدرس می افزاید.

======