Ingeniería Systems: Servicio de nombres de dominios, formato del mensaje DNS y jerarquía DNS - CCNA1 V5

1. Servicio de nombres de dominios

En las redes de datos, los dispositivos se etiquetan con direcciones IP numéricas para enviar y recibir datos a través de las redes. La mayoría de las personas no puede recordar estas direcciones numéricas. Los nombres de dominio se crearon para convertir las direcciones numéricas en un nombre sencillo y reconocible.

En Internet, estos nombres de dominio, como http://www.cisco.com, son mucho más fáciles de recordar que algo como 198.133.219.25, que es la dirección numérica real de ese servidor. Si Cisco decide cambiar la dirección numérica www.cisco.com, es claro para el usuario, porque el nombre de dominio se mantiene. Simplemente se une la nueva dirección al nombre de dominio existente y se mantiene la conectividad. Cuando las redes eran pequeñas, resultaba fácil mantener la asignación entre los nombres de dominios y las direcciones que representaban. A medida que el tamaño de las redes y la cantidad de dispositivos aumentaron, este sistema manual se volvió inviable.

El Sistema de nombres de dominio (DNS) se creó para que el nombre del dominio busque soluciones para estas redes. DNS utiliza un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas direcciones numéricas. Haga clic en los botones de la ilustración para conocer los pasos para resolver direcciones de DNS.

El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la dirección de red numérica solicitada. Incluye el formato de consultas, respuestas y datos. Las comunicaciones del protocolo DNS utilizan un único formato llamado “mensaje”. Este formato de mensaje se utiliza para todos los tipos de solicitudes de clientes y respuestas del servidor, mensajes de error y para la transferencia de información de registro de recursos entre servidores.

En las figuras 1 a 5, se muestran los pasos relacionados con la resolución DNS.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

2. Formato del mensaje DNS

Un servidor DNS proporciona la resolución de nombres mediante Berkeley Internet Domain Name (BIND), o el demonio de nombres, que a menudo se denomina “named” (pronunciado “neimdi”). BIND fue desarrollado originalmente por cuatro estudiantes de la Universidad de California en Berkeley a principios de la década de los ochenta. Como se muestra en la ilustración, el formato del mensaje DNS que utiliza BIND es el formato DNS más utilizado en Internet.

El servidor DNS almacena diferentes tipos de registros de recursos utilizados para resolver nombres. Estos registros contienen el nombre, la dirección y el tipo de registro.

Algunos de estos tipos de registros son:

A: una dirección de dispositivo final
NS: un servidor de nombre autoritativo
CNAME: el nombre canónico (o el nombre de dominio completamente calificado) para un alias; se utiliza cuando varios servicios tienen una dirección de red única, pero cada servicio tiene su propia entrada en el DNS.
MX: registro de intercambio de correos; asigna un nombre de dominio a una lista de servidores de intercambio de correo para ese dominio.

Cuando un cliente realiza una consulta, el proceso BIND del servidor observa primero sus propios registros para resolver el nombre. Si no puede resolverlo con los registros almacenados, contacta a otros servidores para hacerlo.

La solicitud puede pasar a lo largo de cierta cantidad de servidores, lo cual puede tomar más tiempo y consumir banda ancha. Una vez que se encuentra una coincidencia y se la devuelve al servidor solicitante original, este almacena temporalmente en la memoria caché la dirección numerada que coincide con el nombre.

Si vuelve a solicitarse ese mismo nombre, el primer servidor puede regresar la dirección utilizando el valor almacenado en el caché de nombres.

El almacenamiento en caché reduce el tráfico de la red de datos de consultas DNS y las cargas de trabajo de los servidores más altos de la jerarquía.

El servicio del cliente DNS en los equipos Windows optimiza el rendimiento de la resolución de nombres DNS al almacenar también los nombres resueltos previamente en la memoria. El comando ipconfig /displaydns muestra todas las entradas DNS en caché en un sistema de computación Windows.

3. Jerarquía DNS

El protocolo DNS utiliza un sistema jerárquico para crear una base de datos que proporcione la resolución de nombres. La jerarquía es similar a un árbol invertido con la raíz en la parte superior y las ramas por debajo (consulte la ilustración). DNS utiliza nombres de domino para formar la jerarquía.

La estructura de denominación se divide en zonas pequeñas y manejables. Cada servidor DNS mantiene un archivo de base de datos específico y sólo es responsable de administrar las asignaciones de nombre a IP para esa pequeña porción de toda la estructura DNS.

Cuando un servidor DNS recibe una solicitud para una traducción de nombre que no se encuentra dentro de esa zona DNS, el servidor DNS reenvía la solicitud a otro servidor DNS dentro de la zona adecuada para su traducción.

Nota: DNS es escalable, porque la resolución de los nombres de hosts se distribuye entre varios servidores.

Los diferentes dominios de primer nivel representan el tipo de organización o el país de origen. Entre los ejemplos de dominios del nivel superior se encuentran:

.au: Australia
.co: Colombia
.com: una empresa o industria
.jp: Japón
.org: una organización sin fines de lucro

Después de los dominios del nivel superior, se encuentran los nombres de los dominios de segundo nivel y debajo de estos hay otros dominios de nivel inferior. Cada nombre de dominio es una ruta hacia este árbol invertido que comienza de la raíz. Por ejemplo, como se muestra en la ilustración, es posible que el servidor DNS raíz no sepa exactamente dónde se encuentra el registro del servidor de correo electrónico, mail.cisco.com, pero conserva un registro del dominio .com dentro del dominio de nivel superior. Asimismo, es posible que los servidores dentro del dominio .com no tengan un registro de mail.cisco.com, pero sí tienen un registro del dominio. Los servidores dentro del dominio cisco.com tienen un registro (un registro MX para ser precisos) para mail.cisco.com.

El DNS depende de esta jerarquía de servidores descentralizados para almacenar y mantener estos registros de recursos. Los registros de recursos enumeran nombres de dominios que el servidor puede resolver y servidores alternativos que también pueden procesar solicitudes. Si un servidor dado tiene registros de recursos que corresponden a su nivel en la jerarquía de dominios, se dice que es autoritativo para dichos registros. Por ejemplo, un servidor de nombre en el dominio cisco.netacad.net no sería autoritativo para el registro de mail.cisco.com, porque dicho registro se mantiene en un servidor de nivel de dominio superior, específicamente el servidor de nombre en el dominio cisco.com.