Файл: IS_2.docx

1)Протоколы локальных сетей института IEEE (802). Ethernet-сети. CSMA/CD, Token-ring, Token_bus

В 1980 году в институте IEEE был организован "Комитет 802 по стандартизации локальных сетей", в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802.х, которые содержат рекомендации для проектирования нижних уровней локальных сетей - физического и канального. Позже результаты его работы легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.

Стандарт IEEE 802 содержит несколько разделов:

1. В разделе 802.1 приводятся основные понятия и определения, общие характеристики и требования к локальным сетям, а также поведение маршрутизации на канальном уровне, где логические адреса должны быть преобразованы в их физические адреса и наоборот. (управление сетевыми устройствами и их взаимодействие)

2. Раздел 802.2 определяет подуровень управления логическим каналом LLC. LLC обеспечивает интерфейс между методами доступа к среде и сетевым уровнем. (управление логическими соединениями)

Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На уровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.

3. Разделы 802.3 - 802.5 описывают спецификации различных протоколов подуровня доступа к среде MAC и их связь с уровнем LLC:

стандарт 802.3 описывает

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология (IEEE 802.3) множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным (точнее, квазислучайным) методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).

Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.

стандарт 802.4 IEEE 802.4 — стандарт передачи данных в компьютерных сетях, разработанный IEEE.; Стандарт IEEE 802.4 описывает механизм организации сетей под названием «маркерная шина» (англ. Token bus). Сеть организуется таким образом, как будто компьютеры связаны в кольцо.

Token bus :Физически шина с маркером имеет линейную или древовидную топологию. Каждая станция обладает неким уникальным номером. Логически станции объединены вкольцо, где каждая станция знает своего соседа справа и слева. Передача кадра разрешена только той станции, которая владеет маркером, в течение некоторого промежутка времени, определяемого при создании сети. После этого маркер должен быть передан следующей станции. Когда кольцо инициализировано, маркер достаётся станции с наибольшим номером. После передачи данных или превышения лимита времени она передаёт маркер следующей станции в кольце. Таким образом, любая станция гарантированно получит маркер за фиксированный промежуток времени. Так как маркер один, то всегда только одна станция может осуществлять передачу, и коллизий не возникает.

стандарт 802.5 описывает метод доступа к кольцу с передачей маркера (Token ring network), прототип - Token Ring.

Token Ring — технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с «маркерным доступом» — протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трёхбайтовый фрейм, названный маркером, который перемещается вокруг кольца. Владение маркером предоставляет право обладателю передавать информацию на носителе. Кадры кольцевой сети с маркерным доступом перемещаются в цикле. Станции на локальной вычислительной сети (LAN) Token Ring логически организованы в кольцевую топологию с данными, передаваемыми последовательно от одной кольцевой станции до другой с управляющим маркером, циркулирующим вокруг кольцевого доступа управления.

Ethernet — пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3.

Метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (CSMA/CD) устанавливает следующий порядок: если рабочая станция хочет воспользоваться сетью для передачи данных, она сначала должна проверить состояние канала: начинать передачу станция может, если канал свободен. В процессе передачи станция продолжает прослушивание сети для обнаружения возможных конфликтов. Если возникает конфликт из-за того, что два узла попытаются занять канал, то обнаружившая конфликт интерфейсная плата, выдает в сеть специальный сигнал, и обе станции одновременно прекращают передачу. Принимающая станция отбрасывает частично принятое сообщение, а все рабочие станции, желающие передать сообщение, в течение некоторого, случайно выбранного промежутка времени выжидают, прежде чем начать сообщение.

Методы обнаружения коллизий зависят от используемого оборудования, но на электрических шинах, таких как Ethernet, коллизии могут быть обнаружены сравнением передаваемой и получаемой информации.

2)Оборудование Ethernet сетей. Коммутаторы в сетях Ethernet: функционирование, ограничения.

При оборудовании сетей Ethernet в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, витая пара и оптический кабель. Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт. Режим работы – полудуплексный. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции.

Оборудование:

Повторители или концентраторы (1-й уровень в модели OSI) repeater, hub

Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса. hub- устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами.

Мосты или коммутаторы (2-й уровень в модели OSI)

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам

В общем случае коммутатор (свитч) и мост аналогичны по функциональности; разница заключается во внутреннем устройстве: мосты обрабатывают IP-пакеты, используя центральный процессор, коммутатор же использует коммутационную матрицу

Коммутатор Ethernet представляет собой устройство для организации сетей большого размера. Предназначен для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. Коммутатор Ethernet поддерживает внутреннюю таблицу, связывающую порты с адресами подключенных к ним устройств. Используя таблицу адресов и содержащийся в пакете адрес получателя, коммутатор организует виртуальное соединение порта отправителя с портом получателя и передает пакет через это соединение.

Работа коммутатора

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует фреймы (кадры) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Мосты имеют много отличий от повторителей. Повторители передают все пакеты, а мосты только те, которые нужно. Если пакет не нужно передавать в другой сегмент, он фильтруется. Для мостов существуют многочисленные алгоритмы (правила) передачи и фильтрации пакетов минимальным требованием является фильтрация пакетов по адресу получателя.

Другим важным отличием мостов от повторителей является то, что сегменты, подключенные к повторителю образуют одну разделяемую среду, а сегменты, подключенные к каждому порту моста образуют свою среду с полосой 10 Mbps. При использовании моста пользователи одного сегмента разделяют полосу, а пользователи разных сегментов используют независимые Среды. Следовательно, мост обеспечивает преимущества как с точки зрения расширения сети, так и обеспечения большей полосы для каждого пользователя.

Функционирование:

• полудуплексный режим – это режим, при котором, только одно устройство может передавать данные в любой момент времени в одном домене коллизий.

• Полнодуплексный режим – это режим работы, который обеспечивает одновременную двухстороннюю передачу данных между странцией-отправителем и странцией-получателем на MAC-подуровне. При работе в дуплексном режиме, между сетевыми устройствами повышается количество передаваемой информации. Это связано с тем, что дуплексная передача не вызывает в среде передачи коллизий, не требует составления расписания повторных передач и добавления битов расширения в конец коротких кадров. В результате не только увеличивается время, доступное для передачи данных, но и удваивается полезная полоса пропускания канала, поскольку каждый канал обеспечивает полноскоростную одновременную двустороннюю передачу.

Проблемы это коллизии и broadcast.

Коллизии -  В том случае, когда две или более станций одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры, содержимое двух или более кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение данных.

Обнаружившая коллизию передающая станция должна прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного промежутка времени, получившего название усеченного экспоненциального двоичного алгоритма отсрочки.

Для передачи данных по локальной сети Ethernet использует алгоритм Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD).

Основные конфигурации:

• коммутатор с управляемой матрицей соединений,

• коммутаторы с разделяемой шиной и памятью,

• коммутаторы корпоративных сетей

Ограничения:

• скорость передачи между портами: При полосе 10 Mbps Ethernet может передавать 14880 пакетов в секунду (PPS) для пакетов минимального размера (64 байта). Этот параметр определяется свойствами среды. Коммутатор, который способен обеспечить скорость 14880 PPS между портами, полностью использует возможности среды.

• общая пропускная способность: Измеренная в Mbps или PPS, общая пропускная способность характеризует максимальную скорость, с которой пакеты могут передаваться через коммутатор адресатам. В коммутаторах, все порты которых имеют полосу 10 Mbps суммарная пропускная способность равна скорости порта, умноженной на число виртуальных соединений, которые могут существовать одновременно (число портов коммутатора, поделенное на 2). Коммутатор, способный обеспечивать максимальную скорость передачи не имеет внутренней блокировки.

• Задержка: Задержка - это промежуток времени между получением пакета от отправителя и передачей его получателю. Обычно задержку измеряют относительно первого бита пакета.

Коммутаторы Ethernet могут обеспечивать очень низкую задержку после того, как будет определен адресат. Поскольку адрес получателя размещается в начале пакета, передачу можно начать до того, как пакет будет полностью принят от отправителя. Такой метод называется коммутацией на лету (cut-through) и обеспечивает минимальную задержку. Малая задержка важна, поскольку с ней непосредственно связана производительность коммутатора. Однако метод коммутации на лету не проверяет пакеты на предмет ошибок.

При таком способе коммутатор передает все пакеты (даже те, которые содержат ошибки). Например, при возникновении коллизии после начала передачи пакета (адрес уже получен) полученный фрагмент все равно будет передан адресату. Передача таких фрагментов занимает часть полосы канала и снижает общую производительность коммутатора.

Малая задержка повышает производительность сетей, в которых данные передаются в виде последовательности отдельных пакетов, каждый из которых содержит адрес получателя. В сетях, где данные передаются в форме последовательности пакетов с организацией виртуального канала, малая задержка меньше влияет на производительность.

3) Понятие маршрутизации пакетовданных. Алгоритмы маршрутизации.

Маршрутизация – процесс:

1) определения пути передачи данных от узла-отправителя к узлу-получателю через промежуточные узлы;

2) последующего перенаправления пакета.

Самый сложный процесс в сетях с коммутацией пакетов.Важно: на каждый маршрут задается набор альтернатив!

Состоит из следующих действий:

- расчет таблицы маршрутизации;

- анализ IP-адреса получателя в заголовке пакета;

- определение кратчайшего пути до узла получателя по таблице маршрутизации;

- отсылка пакета на следующий узел.

Таблицы маршрутизации хранятся и рассчитываются на маршрутизаторах, по принципам формирования разделяются на:

-статические: прописываются вручную системным администратором,

изменяются по мере необходимости (например, подключения нового узла) тоже вручную. Таким образом, подходят для

небольших сетей.

-динамические: изменяются регулярно в автоматическом режиме, зависят от текущего состояния сети. Используются в крупных сетях, например, региональных.

Алгоритмы маршрутизации применяются для определения наилучшего пути пакетов от источника к приёмнику и являются основой любого протокола маршрутизации. Для формулирования алгоритмов маршрутизации сеть рассматривается как граф. При этом маршрутизаторы являются узлами, а физические линии между маршрутизаторами — рёбрами соответствующего графа. Каждой грани графа присваивается определённое число — стоимость, зависящая от физической длины линии, скорости передачи данных по линии или стоимости линии.

Алгоритмы маршрутизации можно разделить на:

Адаптивные(принимают во внимание состояние линии) и неадаптивные(не принимают во внимание текущее состояние сети, все маршруты рассчитываются до начала использования сети. Они в свою очередь подразделяются на алгоритмы, учитывающие топологию сети (spanning tree, flow based routing) и не учитывающие (flooding).)

глобальные и децентрализованные

статические и динамические

4). IPv4-пакет. IPv4-адресация. IPv4-маршрутизация.

IP-адрес – это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу узлов или сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел (так называемых «октетов»), разделенных точками – W.X.Y.Z , каждое из которых может принимать значения в диапазоне от 0 до 255, например, 213.128.193.154.

Адресация: IPv4 использует 32-битные (четырёхбайтные) адреса, ограничивающие адресное пространство 4 294 967 296 (232) возможными уникальными адресами.

Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса)

IP-маршрутизация:

У каждого маршрутизатора есть таблица, содержащая IP-адреса сетей (вида <сеть, 0>) и IP-адреса хостов (вида <эта_сеть, хост>). Адреса сетей позволяют получать доступ к удаленным сетям,а адреса хостов – обращаться к локальным хостам. С каждой таблицей связан сетевой интерфейс, применяющийся для получения доступа к пункту назначения, а так же другая инфа.

Когда IP-пакет прибывает на маршрутизатор, адрес получателя, указанный в пакете, ищется в таблице маршрутизации. Если пакет направляется в удаленную сеть, он пересылается следующему маршрутизатору по интерфейсу, указанному в таблице. Если пакет предназначен хосту – он пересылается напрямую адресату. Если номера сети, в которую посылается пакет, в таблице маршрутизатора нет, пакет посылается маршрутизатору по умолчанию, с более подробными таблицами.

Прямая адресация:

//Коротко: прямая маршрутизация – пакеты идут от отправителя к получателю напрямую, т.е. они находятся в пределах одной подсети.

Когда A посылает IP-пакет B, то заголовок IP-пакета содержит в поле отправителя IP-адрес узла A, а заголовок Ethernet-кадра содержит в поле отправителя Ethernet-адрес A. Кроме этого, IP-заголовок содержит в поле получателя IP-адрес узла B, а Ethernet-заголовок содержит в поле получателя Ethernet-адрес B.

Когда в машине B модуль IP получает IP-пакет от машины A, он сопоставляет IP-адрес места назначения со своим и, если адреса совпадают, то передает датаграмму протоколу верхнего уровня.

В данном случае при взаимодействии A с B используется прямая маршрутизация.

Косвенная маршрутизация:

//Коротко: косвенная маршрутизация – когда пакеты идут через шлюз, т.е. отправитель и получаетль принадлежат разным подсетям.

Шлюз D соединяет все три сети. Менеджер сети присваивает каждой сети Ethernet уникальный номер, называемый IP-номером сети.

Когда машина A посылает IP-пакет машине B, то процесс передачи идет в пределах одной сети. При всех взаимодействиях между машинами, подключенными к одной IP-сети, используется прямая маршрутизация.

Когда машина D взаимодействует с машиной A, то это прямое взаимодействие. Когда машина D взаимодействует с машиной E, то это прямое взаимодействие. Когда машина D взаимодействует с машиной H, то это прямое взаимодействие. Это так, поскольку каждая пара этих машин принадлежит одной IP-сети.

Однако, когда машина A взаимодействует с машинами, включенными в другую IP-сеть, то взаимодействие уже не будет прямым. Машина A должена использовать шлюз D для ретрансляции IP-пакетов в другую IP-сеть. Такое взаимодействие называется "косвенным".

Итак, при прямой маршрутизации IP- и Ethernet-адреса отправителя соответствуют адресам того узла, который послал IP-пакет, а IP- и Ethernet-адреса места назначения соответствуют адресам получателя.При косвенной маршрутизации IP- и Ethernet-адреса не образуют таких пар.

5). ARP-протокол, доставка IP-пакетов. Назначение адресов, IPv4-DHCP.

ARP (Address Resolution Protocol) — протокол сетевого уровня, предназначенный для преобразования IP-адресов (адресов сетевого уровня) в MAC-адреса (адреса канального уровня) в сетях TCP/IP.

Процесс доставки IP пакета подобен процессу посылки почтового отправления. Есть множество шагов, вовлеченных в процесс поставки IP пакета адресату. Шлюз по умолчанию - адрес местного маршрутизатора, который должен быть конфигурирован на хостах (PC, серверы, и так далее). На этот адрес хост пошлет любой пакет, который не предназначен для местной сети.

DHCP — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к так называемому серверу DHCP, и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве сетей TCP/IP.

Преимущества протокола ARP: Преимущество заключается в простоте. Сисадмин должен всего лишь назначить каждой машине IP-адрес и решить вопрос с маской подсети. Все остальное сделает протокол ARP.

Работа протокола ARP: Протокол создает таблицу соответствий IP-адресов и MAC-адресов, путем рассылки по сети широковещательного пакета с вопросом: «Кому, какой адрес принадлежит??». После сбора информации, для отправки на какой-либо хост, протокол упаковывает в пакет IP-адрес получателя и посылает в сеть, сетевая карта хоста, которому назначается пакет, замечает, что кадр адресован ей, считывает его и вызывает прерывание.

Лизинг в DHCP серверах: Проблема возникает в автоматическом режиме назначения IP-адресов. Заключается в следующем: если хост покинет сеть и не освободит захваченный адрес, этот адрес будет утерян навсегда. Со временем утерянных адресов будет больше. Для решения этой проблемы, IP-адреса выдаются хосту не на всегда, а только на короткое время. Такая технология называется Лизингом. Перед окончанием срока действия лизинга хост должен послать запрос на DHCP-сервер о продление срока использования. Если такой запрос не был сделан или в просьбе было отказано, хост не имеет право дальше использовать выданный адрес.

назначения в DHCP-серверах может быть как:

1. Ручное - когда админ все ручками пишет.

2. Автоматическое (главное отличие его от RARP и BOOTP) - когда админ просто указывает диапазон адресов которые можно использовать, тогда DHCP используя лизинг раздают поочередно эти адреса вновь прибывшим хостам

в ручном еще есть минус что пока админ сам не присвоит IP-адрес новому хосту, тот не сможет работать

6). Маршрутизация в глобальной сети Internet. Протоколы маршрутизации в Интернет.

Маршрутизация в интернет

Протокол маршрутизации

Цель: определить «хороший» маршрут между узлом-источником и приемником.

Методы задания маршрутизации:

• -статическая (маршрутные таблицы задаются вручную)

• -по-умолчанию ( один маршрут для неизвестных сетей)

• -динамическая, под управлением протокола маршрутизации:

Протоколы маршрутизации

• IGP (Interior Gateway Protocols) - внутренние протоколы маршрутизации, распространяют маршрутную информацию внутри одной автономной системы. Примеры: RIP, OSPF, IGRP.

• RIP (Routing Information Protocol) - протокол передачи маршрутной информации, маршрутизаторы динамически создают маршрутные таблицы.

• OSPF (Open Shortest Path First) - протокол «Использовать кратчайший путь", является внутренним протоколом маршрутизации. Разработан после RIP, поддерживает маршрутизацию по нескольким путям, баланс их загрузки.

• EGP (Exterior Gateway Protocols) - внешние протоколы маршрутизации, распространяют маршрутную информацию между автономными системами. Примеры: EGP (Exterior Gateway Protocol, устарел), BGP.

• BGP (Border Gateway Protocol) - протокол граничных маршрутизаторов.

7). Домены интернет. DNS.

Доме́н — область (ветвь) иерархического пространства доменных имён сети Интернет, котораяобозначается уникальным доменным именем.

Структура доменного имени отражает порядок следования узлов в иерархии; доменное имя читается слева направо от младших доменов к доменам высшего уровня (в порядке повышения значимости):

корневым доменом всей системы является точка ('.')

ниже идут домены первого уровня (географические или тематические)

затем — домены второго уровня, третьего и т. д. (например, для адреса ru.wikipedia.org домен первого уровня — org, второго wikipedia, третьего ru)

На практике точку в конце имени часто опускают, но она бывает важна в случаях разделения между относительными доменами и FQDN (англ. Fully Qualifed Domain Name, полностью определённое имя домена).

Доме́нное имя — символьное имя домена. Должно быть уникальным в рамках одного домена.Полное имя домена состоит из имён всех доменов, в которые он входит, разделённых точками.

Например, полное имя ru.wikipedia.org обозначает домен третьего уровня ru, который входит в домен второго уровня wikipedia, который входит в домен org, который входит в корневой домен. Доменное имя служит для адресации узлов сети Интернет и расположенных на них сетевых ресурсов (веб-сайтов, серверов электронной почты, других служб) в удобной для человека форме.

Доме́нная зона — совокупность доменных имён определённого уровня, входящих в конкретный домен. Например, зона wikipedia.org. включает все доменные имена третьего уровня в этом домене. Термин «доменная зона» в основном применяется в технической сфере, при настройке DNS-серверов (поддержание зоны, делегирование зоны, трансфер зоны).

Поддомен (англ. subdomain) — подчиненный домен. (например, wikipedia.org — поддомен домена org, а ru.wikipedia.org — домена wikipedia.org).
В стеке TCP/IP применяется доменная система имен, которая имеет иерархическую древовидную структуру, допускающую использование в имени произвольного количества составных частей.
В отличие от имен файлов, при записи которых сначала указывается самая старшая составляющая, затем составляющая более низкого уровня и т. д., запись доменного имени начинается с самой младшей составляющей, а заканчивается самой старшей. Составные части доменного имени отделяется друг от друга точкой. Например, в имени partnering.microsoft.com составляющая partnering является именем одного из компьютеров в домене Microsoft.com.

Разделение административной ответственности позволяет решить проблему образования уникальных имен без взаимных консультаций между организациями, отвечающими за имена одного уровня иерархии. Очевидно, что должна существовать одна организация, отвечающая за назначение имен верхнего уровня иерархии.

gTLD (англ. generic Top-Level Domain — Общий домен верхнего уровня) — домен верхнего уровня, созданный для определённого класса организаций.(Например: .com – для коммерческих сайтов, .edu – для образовательных сайтов и т.д.)

DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на сервера различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.
Каждый DNS-сервер кроме таблицы отображений имен содержит ссылки на DNS-серверы своих поддоменов. Эти ссылки связывают отдельные DNS-серверы в единую службу DNS. Ссылки представляют собой IP-адреса соответствующих серверов. Для обслуживания корневого домена выделено несколько дублирующих друг друга DNS-серверов, IP-адреса которых являются широко известными (их можно узнать, например, в InterNIC).

DNS-сервер — специализированное ПО для обслуживания DNS, а также компьютер, на котором это ПО выполняется. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны и/или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам. DNS-клиент — специализированная библиотека (или программа) для работы с DNS. В ряде случаев DNS-сервер выступает в роли DNS-клиента, хранят имена, которые заканчиваются на следующем ниже уровне иерархии

Ответственность (англ. authoritative) — признак размещения зоны на DNS-сервере. Ответы DNS-сервера могут быть двух типов:

ответственные (когда сервер заявляет, что сам отвечает за зону)

неответственные (англ. Non-authoritative), когда сервер обрабатывает запрос, и возвращает ответ других серверов

В некоторых случаях вместо передачи запроса дальше DNS-сервер может вернуть уже известное ему (по запросам ранее) значение (режим кеширования).

DNS-запрос (англ. DNS query) — запрос от клиента (или сервера) серверу.
Запрос может быть =

рекурсивным(требующим полного поиска)

итеративным(нерекурсивным (не требующим полного поиска.))

Если запрошенный адрес имени FQDN не найден в кэше преобразователя или в файле Hosts, клиент выполнит рекурсивный запрос к своему первичному серверу DNS.

Рекурсивный запрос – это запрос на выполнение полного преобразования имени FQDN в адрес IP. Если сервер DNS имеет информацию о записи, он ответит клиенту, завершив запрос ответом. Если сервер DNS не знает ответа, он может выполнить несколько итеративных запросов к корневым серверам системы DNS.
Итеративный DNS-запрос – DNS-клиент обращается к корневому DNS-серверу с указанием полного доменного имени, тот отвечает, указывая на сервер обслуживающий домен верхнего уровня, и т.д. пока не будет найден сервер который даст окончательный ответ.

Аналогично, DNS-сервер может быть рекурсивным (умеющим выполнять полный поиск)и нерекурсивным (не умеющим выполнять полный поиск). Некоторые программы DNS-серверов, например, BIND, можно сконфигурировать так, чтобы запросы одних клиентов выполнялись рекурсивно, а запросы других — нерекурсивно.
При ответе на нерекурсивный запрос, а также — при неумении или запрете выполнять рекурсивные запросы, — DNS-сервер либо возвращает данные о зоне, за которую он ответствен, либо возвращает адреса серверов, которые обладает большим объёмом информации о запрошенной зоне, чем отвечающий сервер, чаще всего — адреса корневых серверов.

В случае рекурсивного запроса DNS-сервер опрашивает серверы (в порядке убывания уровня зон в имени), пока не найдёт ответ или не обнаружит, что домен не существует. (На практике поиск начинается с наиболее близких к искомому DNS-серверов, если информация о них есть в кеше и не устарела, сервер может не запрашивать другие DNS-серверы.). DNS-клиент запрашивает локальный DNS-сервер, далее либо высылается ответ сразу (если запрошенное имя принадлежит тому же поддомену), либо выполняется итеративный запрос к корневому серверу.