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Introduction au DNSpar Andreas J GundackerCet article est destiné à toute personne intéressée par les réseaux mondiaux d'ordinateurs, comme Internet et le World Wide Web (WWW). Il s'adresse à ceux qui désirent en savoir plus sur leurs fonctionnalités.Si vous vous êtes déjà interrogé sur ce qui se passe lorsque vous entrez le nom d'un serveur dans votre navigateur, cet article vous aidera à comprendre de façon simple les mécanismes mis en oeuvre. Cet article est initialement paru dans Linux
Magazine.
Publié avec l'autorisation de l'auteur
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| L'article est divisé en cinq parties :
La première explique brièvement
ce que signifie Internet et comment il est apparu.
1 ARPANET, l'origine du World Wide Web 2 Quelques expressions techniques 3 TCP/IP 3.1 IP (Internet Protocol) 3.2 TCP (Transmission Control Protocol) 4 Le Système de Nom de Domaine (DNS) 4.1 Présentation du système 4.2 De l'utilité du DNS 5 Installation d'un Système de Nom de Domaine 5.1 Fichiers de base de données 5.2 Les enregistrements 5.3 L'ensemble des fichiers pour notre domaine fictif 5.4 Abréviations 5.5 La bibliothèque du Résolveur 5.6 Testez votre configuration avec nslookup(1) ARPANET, l'origine du World Wide Web Le terme "Internet" représente l'interconnexion de réseaux d'ordinateurs issu du projet ARPANET, lancé en 1969 par l'agence américaine DARPA (Defense Advanced Research Project Agency). Quand ARPANET est sorti du stade expérimental, les protocoles de base de TCP/IP étaient développés et choisis comme norme par l'armée. Toutes les autres institutions constituant ARPANET durent adopter les nouveaux protocoles. Pour faciliter le basculement, la DARPA désigna la société Bolt, Beranek & Newman (BBN) pour intégrer TCP/IP au système Berkeley-UNIX (BSD). C'est ainsi qu'UNIX et TCP/IP furent intimement liés. En 1983, ARPANET fut divisé en MILNET, une partie du réseau de Défense DDN (Defense Data Network) ; l'autre partie devint un nouvel ARPANET, plus petit. L'ensemble MILNET et ARPANET contrôlait l'INTERNET. ARPANET disparût en 1990 ouvrant la porte à l'Internet, qui relie un grand nombre de réseaux autour du globe.
(2) Quelques expressions techniques Supposez que vous êtes assis devant un ordinateur connecté au réseau local (LAN) du département de mathématique de l'université (Figure 1). Le LAN de mathématique est relié par le backbone (noeud principal) au LAN du département de physique situé dans un autre batiment. Vous souhaitez envoyer des données à un ami du département de physique. Il faut d'abord que chacun des ordinateurs soit identifié par un nom unique sur le réseau de l'université (de même pour tous les ordinateurs sur Internet). Nous supposerons que votre ordinateur s'appelle Einstein et celui de votre ami Edison. Pour que deux ordinateurs situés sur deux réseaux physiquement indépendants puissent communiquer, ils ont chacun besoin d'une passerelle (gateway). La passerelle est un ordinateur capable de réunir deux réseaux physiquement indépendants. Nous avons donc besoin ici de deux passerelles - une pour le LAN de mathématique, l'autre pour celui de physique. Nous appellerons respectivement "math" et "phys" les passerelles de mathématique et physique.  Comme les applications d'Einstein (rlogin, telnet, ftp, etc.) ne peuvent envoyer des données (des paquets de données) directement à Edison, qui est situé sur un réseau différent, ce sont les passerelles qui sont responsables du transport des paquets à la bonne destination. En d'autres termes, la passerelle "math" envoie des paquets la passerelle "phys ", qui a la même fonction sur le LAN de physique. Le transfert se réalise à travers le backbone de l'université, et "phys" délivre finalement les données à Edison. Ce schéma de transmission de données à un hôte distant (ordinateur connecté au réseau) est appelé routage et les données ou paquets datagrammes. Les datagrammes, plus petites unités de transmission de données, sont échangés selon un protocole - le Protocole Internet (IP), qui est complètement indépendant du matériel. Ainsi, le principal avantage d'IP est d'unir des réseaux physiquement séparés en un réseau apparamment homogène. Les fonctions principales d'IP:
Nous avons maintenant une idée de la transmission (routage). Souvenez-vous que votre ordinateur porte le nom d'Einstein. Les ordinateurs connectés à un réseau sont baptisés car il est plus facile de se rappeler un nom qu'une séquence de nombres. IP utilise un schéma d'adressage indépendant du matériel. Chaque ordinateur est associé à un unique nombre à 32 bits : l'adresse IP (IP). L'adresse IP est exprimée sous la forme de 4 nombres séparés par des points. Einstein pourrait par exemple avoir l'adresse matérielle 0x952C0C02, et l'adresse IP 149.176.12.7. Il faut comprendre que chaque ordinateur a trois adresses distinctes :
Nous savons maintenant que le protocole Internet (IP) transmet les données entre ordinateurs sous la forme de datagrammes. Chaque datagramme est transmis à l'adresse destination indiquée dans l'entete du datagramme, sur Internet ou d'autres réseaux locaux. L'adresse destination doit être une adresse IP standard sur 32 bits, elle est suffisante pour identifier sans équivoque un ordinateur du réseau. Une addresse IP est constitué de deux parties :
Deux autres adresses sont réservées : 0.0.0.0 appelée route par défaut (default route), et 127.0.0.0 l'adresse de bouclage (loopback address). La route par défaut intervient dans le routage des datagrammes par IP (cf. maquillage). Pour le moment, le plus important est le réseau 127.0.0.0, réservé
pour le traffic IP sur la machine elle-même. L'adresse IP 127.0.0.1
fait habituellement référence à l'interface de votre
ordinateur appelée interface de bouclage, qui fonctionne en circuit
fermé. Tout paquet envoyé à cette adresse est immédiatement
retournée à l'expéditeur. Ainsi, le bouclage permet
de réaliser des essais sans obligatoirement utiliser le réseau
"réel".
L'adresse IP dont vous disposerez finalement est attribuée par un organisme appelé NIC (Network Information Center). La meilleure solution consiste à demander à votre fournisseur d'accès Internet de réserver une adresse IP. Si vous êtes certain que votre réseau ne sera jamais connecté à Internet, vous pouvez choisir les adresses IP librement. Mais afin de s'assurer qu'aucun paquet ne trouvera de chemin vers Internet, il est préférable d'utiliser des adresses IP valides uniquement dans un réseau privé, et non valides sur les systèmes connectés à Internet. Les adresses réservées aux réseaux privés sont:
(3.2) Protocole de contrôle de Transmission TCP (Transmission Control Protocol) Il a été signalé précédemment qu'IP ne fournit pas de contrôle de la transmission; TCP est responsable de cette partie. TCP est un protocole de flux de données, fiable et orienté connexion.
(4) Le système de nom de domaine (DNS) Le système de nom de domaine (DNS, Domain Name System) est essentiellement une base de données répartie décrivant les ordinateurs qui composent une partie d'un réseau. Cela permet localement de contrôler aisément tous les morceaux de la base données, ce qui conduit à la disponibilité de la base de données complète de n'importe quel point du réseau, selon un schéma client- serveur. Le Serveur de Noms est le programme serveur du mécanisme client-serveur de DNS. Les Serveurs de Noms disposent de l'information concernant une partie de la base de données, et la rendent disponible aux clients, appelés Résolveurs. Très souvent, les Résolveurs sont constitués de routines qui créent et envoient des requêtes au Serveur de Nom à travers le réseau. La base de données DNS est représentée à la figure 2. La structure est celle d'un arbre inversé, avec la racine vers le haut. Le nom de la racine est NULL, mais on l'écrit usuellement comme un point ("."). Chaque noeud de l'arbre représente à la fois une partie de la base de données globale, ainsi qu'un domaine du DNS. Chaque domaine peut être divisé en sous domaines, enfants du noeud parent.  Chaque domaine est repèré relativement à son domaine parent. Le domaine dispose aussi d'un nom de domaine, qui identifie sa position dans la base de données, un peu comme le répertoire racine précise sa place dans le système de fichiers d'un ordinateur. Dans le système DNS, le nom de domaine complet est une suite de repères débutant au domaine et s'étendant jusqu'à la racine, les repères étant séparés par des points "." (par exemple: einstein.mathematics.ac.edu), permettant une administration indépendante de chacun des domaines. Chaque organisation peut diviser ses domaines en plusieurs sous domaines, dont l'administration peut être réalisée par d'autres organisations. Par exemple, le Network Information Center administre le domaine "edu" (éducation) mais délègue son autorité pour le sous domaine "ac.edu" (académique) à l'université, qui autorise le département de physique à administrer le domaine suivant : "mathematics.ac.edu" (Figure 3).  Enfin, il faut signaler qu'un domaine peut contenir des sous domaines aussi bien que des hôtes. Chaque hôte sur un réseau a un nom de domaine qui contient des informations sur l'hôte, telles que son adresse IP ou le routage du courrier, etc. Un hôte peut aussi avoir un ou plusieurs alias qui sont simplement des références au nom de domaine canonique. Un exemple: si votre femme s'appelle Marie Elisabeth, il peut arriver de l'appeler parfois Marie et Elisabeth d'autres fois. Bien que vous utilisiez des noms différents, vous faites référence à une personne unique. Les organisations de domaine sont libres de choisir les noms à l'intérieur de leur domaine. En effet, le nom importe peu puisqu'il sera complèté par un nom de domaine qui est unique: ainsi il est certain qu'il n'apparaîtra jamais de conflit de nom. Par exemple, deux hôtes appelés einstein peuvent coexister dans le réseau de l'université. Les données envoyées de einstein.physics.ac.edu arriveront à einstein.mathematics.ac.edu, car ils appartiennent à deux sous domaines différents.
(4.2) Pourquoi DNS est-il nécessaire? Pour résoudre les noms de domaine et les adresses IP, et afin de localiser les machines des réseaux distants. Comme indiqué précédemment, il est plus simple de mémoriser des noms que des nombres, surtout lorsqu'on considère le nombre d'adresses sur Internet. Les ordinateurs, au contraire, utilisent naturellement des nombres telles les adresses IP. Lorsque vous entrez sur Internet en spécifiant une adresse comme, par exemple, http://www.altavista.com, votre navigateur envoie une requête au Serveur de Domaine de votre fournisseur d'accès, qui essaie de déterminer l'adresse IP correspondante. Si votre fournisseur n'est pas l'autorité pour cette zone, il transmet la requête au domaine autorité, jusqu'à ce qu'elle arrive au domaine indiqué. (La figure 4 détaille une recherche avec l'adresse "einstein.mathematics.ac.edu")  Cela signifie que chaque serveur de domaine dispose de toutes les informations relatives à la zone qu'il contrôle, et aussi des informations de base sur les autres zones. Quand une requête est envoyée en dehors de la zone d'autorité, le serveur sait au minimum où chercher. Cela signifie que la requête peut avoir à transiter par plusieurs serveurs de domaine avant d'atteindre la destination finale. même si vous connaissez l'adresse IP de destination, il faut consulter d'autres serveurs de domaine si votre ordinateur n'est pas dans la même zone. Il est ainsi clair que le Système de Nom de Domaine ne peut être centralisé en une seule base de données. Il serait trop long de trouver un serveur parmis des millions, et la queue serait longue pour répondre aux milliers de demandes de recherche arrivant simultanément du monde entier. En outre, il serait inefficace d'appeler un serveur distant pour communiquer avec un hôte dans la même zone. Nous avons parlé jusqu'à présent de la translation de noms en adresses. Mais comment déterminer le nom d'une machine dont l'adresse est connue ! Le domaine "in-addr.arpa" (Figure 5) a été créé pour résoudre ce problème. On l'appelle domaine inverse et la résolution des adresses IP en noms de domaine se nomme table inverse (translation inverse). Le nom de domaine inverse est créé en inversant les nombres de l'adresse IP, et ajoutant in-addr.arpa à la fin. Par exemple : rappelez-vous l'adresse IP d'Einstein au département de mathématique, "149.176.12.7", son nom de domaine est "einstein.mathematics.ac.edu". Le domaine "mathematics.ac.edu" aurait donc pour nom de domaine inverse: "176.149.in-addr.arpa", et de même la machine einstein.mathematics.ac.edu devient "7.12.176.149.in-addr.arpa". 
(5) Installation d'un Serveur de Noms de Domaine (DNS) pour un réseau local (LAN) avec passerelle sous Linux avec BIND (Berkeley Internet Name Daemon). La suite suppose que vous savez installer et configurer les cartes réseaux sous Linux. Les commandes "ifconfig" et "ping localhost" permettent de vérifier la configuration réseau de chaque ordinateur. Nous allons maintenant connecter les ordinateurs avec DNS en utilisant BIND. Il faut au préalable avoir installé l'ensemble BIND, qui comprend "named" (prononcer name-d, le démon serveur) sur l'ordinateur acceuillant le serveur de domaine. Nous allons installer un domaine ficif, que vous pourrez réutiliser pour votre réseau en changeant simplement le nom des machines et les adresses IP.  Notre réseau est installé dans la société "Alcomat Distribution", distributeur spécialisé dans la bière et les alcools. Le nom de domaine "alcomat.com" a été attribué par le NIC à la société. Alcomat Distribution dispose de deux réseaux Ethernet avec les adresses en classe C 192.249.249 et 192.253.253. (Figure 6). La table des hôtes (fichier /etc/hosts en général)
comporte les informations suivantes:
(5.1) Fichiers de base de données La première étape consiste à traduire la table des hôtes en données DNS. DNS est constitué de plusieurs fichiers: l'un donne la correspondance entre les noms d'hôtes et les adresses IP. D'autres transforment les adresses IP en nom d'hôtes. Comme nous l'avons indiqué, il s'agit de la translation inverse, et chaque sous réseau doit disposer de son propre fichier pour la réaliser. J'ai appelé Il existe en outre deux autres fichiers plus ou moins équivalents
pour tous les serveurs: named.cache et Afin de retrouver les différents fichiers nécessaires,
le Serveur de Noms dispose d'un fichier de configuration – pour BIND, il
s'agit généralement de /etc/named.boot.
Les fichiers de base sont spécifiques à DNS. Le fichier de
configuration est lui-même spécifique à l'implémentation
du DNS –nous nous limitons à la description de BIND.
(5.2) Enregistrements de référence
La majorité des enregistrements de ces fichiers sont appelés
enregistrements DNS de référence. Ils doivent être
donnés dans l'ordre suivant:
Enregistrement SOA:
"IN" signifie Internet. D'autres classes existent, mais aucune n'est
couramment utilisée.
Le premier nom après SOA, augustiner.alcomat.com, est celui du
Serveur de Noms. On trouve ensuite l'adresse E-mail , jean.mahou.alcomat.com
du responsable du Serveur de Noms (en remplacant le premier point "." par
"@"). BIND fournit aussi l'enregistrement de type RP (Responsible Person)
pour cette fonctionalité.
Les parenthèses permettent de développer l'enregistrement
SOA sur plusieurs lignes. La plupart des lignes entre les parenthèses
sont des informations pour les Serveurs de Nom secondaires, que nous n'utilisons
pas dans notre réseau fictif, et qui pourrait être le sujet
d'un prochain article.
Les fichiers Enregistrement NS:
Comme pour l'enregistrement SOA, nous ajouterons les enregistrements
NS aux fichiers named.249 et named.253.
Enregistrements d'adresse et d'alias:
Le troisième bloc est la table des alias. Pour les trois premiers
alias, nous créons un enregistrement CNAME (nom canonique, nom d'hôte
complet). Pour les deux alias suivants, nous créerons des enregistrements
d'adresse.
Quand un Serveur de Noms reçoit une requête et trouve un
enregistrement CNAME, il remplace le nom par le nom primaire, et recommence
sa recherche. Par exemple, si le Serveur de Noms cherche "tu", il trouve
l'enregistrement CNAME indiquant le nom "tubo", et renvoie les adresses
192.249.249.1 et 192.253.253.1.
Les deux dernières lignes résolvent le problème
lié aux interfaces multiples. Notre passerelle, "tubo" dispose de
deux cartes Ethernet; supposons que l'on souhaite tester l'une des deux
interfaces. La solution habituelle consiste à exécuter "ping"
sur l'interface à tester. Si on exécute "ping tubo", le Serveur
de Noms renvoie les deux adresses. Les alias "tub249" et "tub253" permettent
de sélectionner chacune des interfaces. Pour tester l'interface
192.249.249.1, il suffit d'exécuter "ping tub249", qui réfère
à une unique interface. De même, pour "tub253".
On peut en déduire une règle générale:
Enregistrements PTR
Voici les enregistrements PTR pour le sous-réseau 192.249.249:
(5.3) L'ensemble des fichiers de
notre domaine fictif
La table des hôtes du domaine alcomat.com
Les fichiers de correspondance adresse
--> nom d'hôte named.249 et named.253
Il faut au Serveur de Noms un fichier supplémentaire pour le
"réseau de boucle": named.local. Cette adresse est utilisée
par les machines pour des échanges avec elles-même. Le réseau
de boucle est (pratiquement) toujours 127.0.0 et l'adresse IP 127.0.0.1.
Ce fichier contient les adresses et noms de tous les Serveurs de Noms
racine d'Internet. Si vous ne prévoyez pas de connexion de votre
réseau à Internet, il est inutile.
Le fichier de démarrage: named.boot
Finalement, il nous manque le fichier permettant d'unifier la base de
données. En d'autres termes, le Serveur de Noms a besoin d'un fichier
qui lui indique où sont situés les fichiers de base de données.
Jusqu'à présent, nous avons créés
des fichiers très détaillés pour faciliter la compréhension.
Néanmoins, il existe de nombreuses abréviations couramment
utilisées.
L'origine
(5.5) La bibliothèque de résolution
(Resolve)
La contre-partie du Serveur de Noms est la bibliothèque de Résolution,
constituée d'un ensemble de fonctions de la bibliothèque
"C" standard sous Linux. Les routines les plus importantes sont:
Puisque notre résolveur utilise DNS, nous devons lui indiquer
quel Serveur de Noms consulter. Le fichier resolv.conf offre cette
fonctionnalité.
Avant d'utiliser l'utilitaire "nslookup", qui utilise BIND, nous allons
vérifier que "syslog" n'indique aucune erreur. Si vous avez configuré
le démarrage afin que "named" démarre automatiquement avec
le système, et qu'un message de "named" apparaît, il est actif.
Si vous préférez démarrer "named" manuellement, lancez
la commande suivante (seul "root" peut le faire):
# /etc/named -b /etc/named.boot
doit renvoyer une ligne équivalente à
un message équivalent au suivant devrait apparaître, par
exemple
Après correction de l'erreur, la commande:
Tests avec nslookup
L'utilitaire "nslookup" donne accès à tout enregistrement
de n'importe quel Serveur de Noms. Nous nous limiterons ici à quelques
tests élémentaires.
Recherches locales:
# nslookup vodka
Name: vodka.alcomat.com
# nslookup
192.245.245.2
Name: whisky.alcomat.com
Recherche d'hôtes distants:
# nslookup ftp.uu.net
Name: ftp.uu.net
# nslookup 192.48.96.9
Name: ftp.uu.net
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- Administration de réseaux TCP/IP: Craig Hunt; O´Reilley; 1992
- DNS et BIND: Paul Albitz & Cricket Liu; O´Reilley; 1997
- Le Guide LINUX de l'Administrateur Réseau: Olaf Kirch; O´Reilley; 1995
- Web Project: Jon Udell, BYTE, Décembre 1997
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