ネットワークアーキテクチャ第03回(2003/10/20) 「DNSのアーキテクチャ」

ネットワークアーキテクチャ第03回(2003/10/20) 「DNSのアーキテクチャ」
村井純 2003/10/20 Network Architecture 2003f

Network Architecture 2003f
2003年度秋学期授業日程（最新情報はSoI*で確認してください） 09/29 (1) 講義概要/インターネットのアーキテクチャ 10/06 (2) もうインターネットを分かっちゃおう 10/13 体育の日 10/20 (3) DNSのアーキテクチャ 10/27 (4) 招待講演 11/03 文化の日 11/10 (5) メールのアーキテクチャ 11/17 (6) WEBのアーキテクチャ 11/24 勤労感謝の日の振替休日 11/26 (7) セキュリティアーキテクチャ <-(水曜日) 12/01 (8) インターネット上のビジネスアーキテクチャ 12/08 (9) i-modeのアーキテクチャ 12/15 (10) モバイルのアーキテクチャ 12/22 (11) P2Pのアーキテクチャ～冬休み 01/08 (12) これからのネットワークアーキテクチャ　　　　 <-(木曜日) 01/12 成人の日 01/19 (13) 最終試験今日はここ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

今日のお品書き識別子 IPアドレスドメインネームとDNS 2003/10/20 Network Architecture 2003f

今日のお品書き識別子 IPアドレス IPアドレスの仕組みサブネットマスクドメインネームドメインネームツリーと名前の解決ルートネームサーバ逆引きとメール転送 DynamicDNS 2003/10/20 Network Architecture 2003f

識別子 2003/10/20 Network Architecture 2003f

識別子名前同姓同名の人は文脈で区別東京都の村井純さん村井研究室のいしださん住所地理的な座標をもとにしている。 ○○県××市△△１-２-３　□□様電話番号交換機が管理しやすい番号宛先 2003/10/20 Network Architecture 2003f

インターネットの識別子人とコンピュータは要求が違う。 →それぞれの要求に見合った識別子の必要性どちらにも共通なのは？インターネット全体で唯一のもの（一意に認識できるもの）である必要がある。インターネットに接続されているどこかのコンピュータを識別してデータを相手に届けないといけない！コンピュータの名前をいつでも好きなようにつけたい！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

双方の言い分コンピュータの言い分インターネットのどこかのホストを識別したいどうせ2進数の数値しか扱えない体系的にしてルータの処理を楽にしたいでも足りなくなると困る！　→IPアドレス人間の言い分好きなときに名前を付けたい！付けた名前はすぐにインターネット全体で使いたい！英数字くらいは使いたい、できれば日本語も。　→ドメインネーム 2003/10/20 Network Architecture 2003f

IPアドレス 2003/10/20 Network Architecture 2003f

IPアドレスインターネットプロトコル上の識別子インターネット上で、あるホストを一意に示す。 IPv6では128bit(0～3.4×1038) IPv4では32bit（0～4,294,967,296）表記法コンピュータの中では常に2進数 (2進数) 人がそのまま扱うには面倒すぎる…… IPv6は16bitごとに8つに区切って、16進数に直す。 3ffe:501:1085:8001::121　(16進数) IPv4は8bitごとに4つに区切って、10進数に直す。 (10進数) 2003/10/20 Network Architecture 2003f

グローバルIPアドレスインターネット全体で一意のアドレスインターネットを経由して外と通信できる。 IPv4 ns0.sfc.keio.ac.jp IPv6 ns0.sfc.keio.ac.jp 3ffe:501:1085:8001::121 3ffe:501:1070:a001:202:b3ff:fe9f:8392 2001:240::80 2003/10/20 Network Architecture 2003f

プライベートIPアドレス限られた範囲内で一意になるアドレス他の組織などと重なってしまうので、そのままでは外と通信できない。 IPv4：プライベートアドレス自宅のLANとかで…… 外部と接続しない場合にのみ利用できるアドレス IPv6 リンクローカルアドレス直接繋がっている相手に使うためのアドレスサイトローカルアドレス組織内で使うためのアドレス組織A 組織B 2003/10/20 Network Architecture 2003f

IPアドレスの仕組みネットワーク部とホスト部連続するアドレスを持つホストを、一つのネットワーク(サブネット)として扱う。サブネット上のホストには、同じネットワーク部を付ける。ネットワーク部の｢長さ」をサブネットマスクで示す。下の例では23ビット分 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . . . 131 27 4 121 ネットワーク部（ /23 ）ホスト部 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 255 255 254 2003/10/20 Network Architecture 2003f

サブネットマスクサブネットマスクによる台数の最大値 IPv6には基本的に64bit、ホスト部も64bit(たくさん)。 IPv4ではサブネットマスクが短いほど、一つのネットワークにたくさんのホストを接続できるサブネットマスク繋がる台数 /22 ( ) 1022台 /23 ( ) 510台 /24 ( ) 254台 /25 ( ) 126台 /26 ( ) 62台 /27 ( ) 30台 /28 ( ) 14台 /29 ( ) 6台 /30 ( ) 2台 2003/10/20 Network Architecture 2003f

誰が、どのアドレスを使うの？世界中の人たちが、勝手にIPアドレスを使ったら複数の人が同じIPアドレスを使ってしまうかもこのコンピュータはにしよう！に接続！衝突このコンピュータはにしよう！はどっちだろう… 2003/10/20 Network Architecture 2003f

IPアドレスの割り当て管理組織から組織/ISPにざっくり割り当て日本国内はJPNIC ISPがさらにその顧客に割り当てたりもする。 JPNIC ～を使ってください東京大学 Yahoo!BB 慶応大学 2003/10/20 Network Architecture 2003f

サブネット例: netmask ～まではネットワークアドレス(ホスト部が全て0) はブロードキャストアドレス(ホスト部が全て1) その他は自由にホストに割り当てできる ns0.sfc.keio.ac.jp mail.sfc.keio.ac.jp サブネット: /22 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ドメインネーム 2003/10/20 Network Architecture 2003f

IPアドレスとホストネーム IPアドレス IPアドレスによって世界中のコンピュータは一意に認識できたコンピュータが通信するときはIPアドレスを見る。　　例： 3ffe:501:1085:8001::121, でも人間が数字の羅列を覚えたり入力するのは大変！人間の分かる名前でインターネット上のコンピュータ（ホスト）を名前付けしよう！ →どんなことを考えなければいけない？（ヒント） IPアドレスはIPv4で約40億, IPv6ではその4乗インターネットには中央がない 2003/10/20 Network Architecture 2003f

世界中でユニークな名前とは？お薬をお待ちのキムタクさーん？おいどん、鹿児島のキムタクたい。あ、千葉からお越しの木村拓哉さんです。はーい！わてかて、ナニワのキムタクでっせ！被らない名前には限界があり、同じだと名前の衝突が起こる！ほっほっほ、私もキムタクです。僭越ながら、本官もキムタクであります！韓国のキム・タクです。 2003/10/20 Network Architecture 2003f

インターネットは世界が対象！僕はgoogle。私もyahooよ。私はasahiよ俺、yahooね！ぼく、nakata！というわけで、muraiです。私もnakata！インターネットでは世界中で一意に定まる名前が必要！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ドメインネームの仕組み国や組織名をつけてどこの誰だか分かるようにした www　. sfc　.　keio　.　ac　.　jp WWWサーバ湘南藤沢キャンパス慶應義塾大学学術機関日本 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ドメインネームツリー・ Root Domain ピラミッド状の階層化 ccTLD gTLD jp uk com org SLD ad ac co ne yahoo TLD: 最上位ドメイン gTLD: 汎用TLD ccTLD: 国別TLD SLD: 第２レベルドメイン wide keio keio yahoo sfc cc 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ドメインネームシステム 2003/10/20 Network Architecture 2003f

相手の名前はわかったけど…… 朝日新聞社のWWWが見たい！宛先のIPアドレスは何だろう？ WEBサーバお前の名前はだ！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ホストネームからIPアドレスへ大昔：変換表みんなが一個の変換表を使っていたコンピュータの名前とIPアドレスの変換表「hosts」全部のコンピュータに変換表のファイルをコピー今：DNS（ドメインネームシステム）ドメイン（組織）ごとに、ドメイン内の名前情報を管理各ドメインは、自分でネームサーバを用意して外部からの問い合わせに答える 2003/10/20 Network Architecture 2003f

条件２：世界中に散らばったドメイン情報を、どうやって見つける？
relcom.ru Google.com Green.org ncst.ernet.in cernet.net sca.gov.eg kimutaku.ac.jp Cisco.com ncst.ernet.in ucad.sn Samba.com.br unimelb.edu.au 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ネームサーバもツリーに！・ Root ネームサーバ ccTLD ネームサーバ gTLD ネームサーバ jp uk com org SLD ネームサーバ ad ac co ne yahoo 各組織のネームサーバ wide keio keio yahoo この中はkeioが管理、拡張していい各部署のネームサーバ sfc ns0.sfc.keio.ac.jp 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ゾーンとドメインドメインある名前空間あるドメイン内で、さらに詳しく名前空間を切り出したものをサブドメインと呼ぶ「keio.ac.jp」「u-tokyo.ac.jp」は「ac.jp」のサブドメインゾーン特定のDNSサーバが管理する範囲を指すドメインに一個サブドメインを作ったら、ゾーンも一つ増える管理業務の「委任」が出来る 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ゾーンの管理と委任 jpドメイン委任 ac.jpドメイン管理 keio.ac.jpドメイン委任委任 jpゾーン管理 sfc.keio.ac.jp ドメイン管理管理 keio.ac.jpゾーン ac.jpゾーン sfc.keio.ac.jpゾーン 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSによる名前の解決人間ネームサーバ Web ブラウザ Webサーバ名前から値への対応情報を提供 2003/10/20 Network Architecture 2003f

実際の名前解決の問い合わせは知らないけど、 .jpのDNSなら知ってる！ .ac.jpのDNSなら！ . (root) .jp って知ってる？ .keio.ac.jpのDNSなら！ .ac.jp .keio.ac.jp zone だよ！ .keio.ac.jp だね！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSキャッシュ分かってる部分は省略 .jp . (root) .u-tokyo.ac.jpのDNSなら！って知ってる？ .ac.jp .u-tokyo.ac.jp zone だよ！ .u-tokyo.ac.jp だね！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSはダイナミックに更新できる！・ Root ネームサーバ ccTLD ネームサーバ gTLD ネームサーバ jp uk com org SLD ネームサーバ ad ac co ne yahoo 各組織のネームサーバすぐに世界中から参照できる！ wide keio keio yahoo 新しいホスト・新しいサブドメイン sfc mita ネームサーバ itc www itc.sfc.keio.ac.jp ccz00 ns0 問い合わせ sfc.keio.ac.jp mail www 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSはスケーラブル！・ Root ネームサーバ広大な名前空間 ccTLD gTLD ネームサーバ jp uk com org どれだけ大きくなっても同じシステムで大丈夫！ SLD 全てにアクセス ac ad co ne yahoo kuromaty tokyo keio kyoto wide iij yahoo goo biglobe ocn 2nen 1nen WWW sfc mita yatsuhashi sfc tokyo WWW sports bb WWW bat WWW kanto kansai gorilla Mekazawa hokuto mail WWW bungaku shonan wanwan RT soccer uketsuke WWW chiba tokyo osaka shayo mail cisco1 cisco2 inubou boso otemachi 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ネットワークトポロジとドメインネーム空間は別のもの
keio.ac.jp yahoo.com murai.tv mail.yahoo.com mail.murai.tv ftp.murai.tv mail.keio.ac.jp 物理世界（ネットワークトポロジ）インターネット上のどこにあってもいい 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSいろいろルートネームサーバ様々なリソースレコード逆引き(PTRレコード) メールアドレスのドメイン(MXレコード) DynamicDNS 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ルートネームサーバへのDOS攻撃 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ルートネームサーバとはルートネームサーバ＝階層構造の頂点に位置するネームサーバ ROOTゾーンを管理 TLDサーバのレコードが記されている全てのネームサーバはルートネームサーバのレコード（ルートヒントファイル）を保持しているネームサーバは保持していないレコードへの問い合わせがあると、ルートネームサーバに問い合わせ再帰検索を実行する。ルートネームサーバが落ちるとDNSは機能しない世界的に負荷分散している全世界に分散して13個、うち8台が米国 A.ROOT-SERVERS.NET ～ M.ROOT-SERVERS.NET 最後の一つ(M)は日本・ Root ネームサーバ Rootゾーン TLD ネームサーバ群 jp uk com org SLD ネームサーバ ad ac co ne wide keio yahoo 各組織のネームサーバ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

ルートネームサーバの分散 2003/10/20 Network Architecture 2003f

様々なリソースレコードリソースレコードは以下の情報を含む； Name, Value, Type, Class, TTL Name/Value ホスト名とIPアドレスだけではない。 TYPEによって変わる。 Class = IN 現在は IN(INternet) のみ TTL(Time To Live) どれだけの間キャッシュが有効か示す。 2003/10/20 Network Architecture 2003f

リソースレコードの種類 A(IPv4 Address), AAAA(IPv6 Address) Name=ホスト名/ Value= IPv4/IPv6 アドレス CNAME(Canonical Name) Name=別名/ Value=本来のドメイン名ドメイン名に対する別名を登録する。 NS(Name Server) Name=ドメイン名/ value=そのドメインのネームサーバの名前 SOA(Start Of Authority) Name=ドメイン名/Value=そのゾーンに関する管理情報 PTR(domain name PoinTeR) Name=IPv4/IPv6 アドレス/Value=ホスト名 IPアドレスからドメイン名への逆引きに使われる MX(Mail eXchanger) Name=ドメイン名/ Value=そのドメインのメールサーバ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

逆引き(PTRレコード) IP アドレスからホスト名へのマッピング PTRレコードと、専用のドメインである “in-addr.arpa(IPv6 では ip6.int)”を使う。例： in-addr.arpa IN PTR 逆引きが登録されていないとサービスをしないものもある IRC（Internet Relay Chat）逆引きが.jpで終わらないと接続をきる (IRCnet) でもあまり信用はできない。 2003/10/20 Network Architecture 2003f

in-addr.arpa ドメイン例: in-addr.arpa. 255 133 255 27 255 4 255 in-addr.arpa 212 2003/10/20 Network Architecture 2003f

PTRレコードを利用した逆引きの解決 1. in-addr.arpa root server ・ローカルネームサーバ 133.in-addr.arpa プログラム in-addr.arpa in-addr.arpa ns0.nic.ad.jp ・ in-addr.arpa in-addr.arpa ns0.sfc.keio.ac.jp ・ in-addr.arpa mail.sfc.keio.ac.jp in-addr.arpa ns0.sfc.keio.ac.jp ・ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSの更新 Apple Banana Berry Banana.keio.ac.jpのIPアドレスは? だよ DNSサーバ管理者が手作業で登録 Apple.keio.ac.jp Banana.keio.ac.jp Berry.keio.ac.jp 2003/10/20 Network Architecture 2003f

家庭のマシンに名前をつけようとしたら？のアドレスは (古) クライアント DNSサーバ × 管理者がDNSを更新なんて間に合わない ISP × 繋ぎ直しはよくあること自宅WEBサーバ IPアドレスはすぐ変わる Internet 2003/10/20 Network Architecture 2003f

Dynamic DNS DNSデータベースを動的に更新クライアント DNSサーバホストが自分で IPアドレスを登録自宅WEBサーバ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

Dynamic DNSの詳細 DNSのもともとの設計は….. 静的に設定されたデータベースを管理データの更新頻度は低く、管理者が手動で行う自動的な更新の反映キャッシュ時間を下げて更新をすぐに反映よくあるDDNSサービスはデータベースを直接更新 DNSプロトコルに対する拡張リソースレコードを外部より更新するUPDATE命令 IPアドレスや鍵による更新の制限 2003/10/20 Network Architecture 2003f

今週の課題 2003/10/20 Network Architecture 2003f

今週の課題 nslookupを使って、普段閲覧しているWebサイト（ 5つ）のIPアドレスをルートDNSから階層的に問い合わせてみよう！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

nslookup 手動でDNSサーバに問い合わせるコマンドコマンドプロンプト（Win2000,or WinXP）から C:\>nslookup ホスト名返ってきたIPアドレス 2003/10/20 Network Architecture 2003f

nslookup 逆引きもできる C:\>nslookup 返ってきたホスト名 2003/10/20 Network Architecture 2003f

nslookup 対話モードより詳細な情報が引き出せる C:\>nslookup >set querytype=ANY >ホスト名 2003/10/20 Network Architecture 2003f

querytype A(コンピュータのIPアドレス) ANY(すべてのデータタイプ) CNAME(エイリアスの正規名) GID(グループ名のグループID) HINFO(コンピュータのCPU、OSの種類) MB(メールボックスドメイン名) MG(メールグループメンバー) MINFO(メールボックスまたはメール一覧情報) MR(メールリネームドメイン名) MX(メール交換) NS(指定したゾーンのDNSネームサーバー) PTR SOA(DNSドメインのSOAレコード) TXT(テキスト情報) UID(ユーザーID) UINFO(ユーザー情報) WKS(既知のサービスの説明) 2003/10/20 Network Architecture 2003f

nslookup Querytype=ANYなら全てのデータタイプを引き出せる Aレコード AAAAレコード MXレコード NSレコード 2003/10/20 Network Architecture 2003f

Rootネームサーバから順に検索・ Root ネームサーバ Q. 　調べるには？ jp com com 誰に何を教えてもらえばいいのかな？ ad ac co ne wide keio yahoo sfc mita www 2003/10/20 Network Architecture 2003f

DNSサーバの動作を思い出してみよう！は知らないけど、 .jpのDNSなら知ってる！ .ac.jpのDNSなら！ . (root) .jp って知ってる？ .keio.ac.jpのDNSなら！ .ac.jp .keio.ac.jp zone だよ！ .keio.ac.jp だね！ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

課題に対するヒント C:\>nslookup >set norecurse ←再帰検索を止める（重要！） >server **** ←***にはftp://ftp.rs.internic.net/domain/named.rootで調べたルートDNSを指定(ルートネームサーバ) > ←***には自分の調べたい Webサイトを入れる >server **** ←***次に問い合わせをする　　　　　　　　　　　　　　　　　ネームサーバのIPアドレス > ←***次のネームサーバに、もう　　　　　　　　一度きいてみる正しい答えを返してくれるサーバに巡り合うまで繰り返し。。。 2003/10/20 Network Architecture 2003f

>set norecurse ←再帰検索を止める >server m.root-server.net. ←ルートDNSを指定 > ←検索対象 Rootネームサーバに聞いたら、 JPを管理してるサーバに聞けと言われた 2003/10/20 Network Architecture 2003f

>server a.dns.jp. ←.jp のDNSを指定 > ←再び検索（中略） JPを管理するネームサーバに聞いたら、 keio.ac.jpを管理するネームサーバを教えてくれたあれ、acのサーバに回されると思ったのにな。。なんでだろ？ 2003/10/20 Network Architecture 2003f

>server ns0.sfc.keio.ac.jp. ←慶応のDNSを指定 > ←再び検索 keio.ac.jpを管理するネームサーバに聞いたら、やっと 2003/10/20 Network Architecture 2003f

第1回課題の提出方法検索の結果をテキスト形式で保存し、それぞれの検索の流れに対して簡単な説明（課題のヒントで書かれている内容程度）をつけて送ってください。〆切 10月31日提出方法 SOIの課題提出ページにて 2003/10/20 Network Architecture 2003f

次回予告次回は招待講演を予定しています。 2003/10/20 Network Architecture 2003f おしまい

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