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🌐 Sistema de Nomes de Domínios

DNS - Domain Name System

Aula 07
Transformando nomes em endereços IP
Como a Internet "lembra" onde tudo está

👨‍🏫 Autor da Apresentação

César Azevedo
📧 cesar.augusto@ifrn.edu.br

📚 Referências Bibliográficas

📖 Fonte Principal:

Capítulo 25 - Sistema de Nomes de Domínios
Livro de Redes de Computadores
Páginas 797-813

🌐 Sites Recomendados:

www.internic.net (Informações sobre registros)
www.ietf.org/rfc.html (RFCs relacionadas)
docs.anthropic.com (Documentação técnica)

📋 RFCs Principais:

RFC 1034 - Domain Concepts
RFC 1035 - Implementation
RFC 2671 - Extension Mechanisms
RFC 2317 - Classless Delegation

🎯 Objetivo Educacional

Facilitar o aprendizado do DNS através de
linguagem simples, analogias e exemplos práticos

📋 Tópicos da Aula

🌟 Fundamentos

O que é DNS e sua importância
Evolução: dos arquivos hosts ao DNS
Espaços de nomes (plano vs hierárquico)
Estrutura da árvore DNS

🏗️ Arquitetura

Tipos de nomes (FQDN vs PQDN)
Domínios e zonas
Hierarquia de servidores
Servidores primários e secundários

🌐 DNS na Internet

Domínios genéricos (.com, .edu, .org)
Domínios de países (.br, .us, .uk)
Domínio reverso (.arpa)

⚙️ Funcionamento

Processo de resolução de nomes
Resolução recursiva vs iterativa
Sistema de cache e TTL
Mensagens DNS (consulta/resposta)
DNS dinâmico (DDNS)
Protocolos UDP vs TCP

🎯 Objetivo Final

Compreender como o DNS transforma nomes amigáveis
em endereços IP, possibilitando a navegação na Internet

🧠 + Quiz Interativo

Teste seus conhecimentos com 4 questões práticas!

🤔 O que é DNS?

Sistema cliente/servidor que traduz nomes em endereços IP
Como uma "agenda telefônica" da Internet
Programa de suporte para outras aplicações (e-mail, web, etc.)

💡 Exemplo Prático:

Usuário digita: aperson@wonderful.com
⬇️
DNS traduz: wonderful.com → 200.200.200.5
⬇️
E-mail é enviado para o IP correto

❓ Por que o DNS é necessário?

🧠 Pessoas preferem:

Nomes fáceis de lembrar
google.com
facebook.com
youtube.com

🤖 Computadores precisam:

Endereços IP numéricos
142.250.191.14
157.240.15.35
142.251.129.90
🎯 Solução: DNS faz a ponte entre o mundo humano e o mundo das máquinas!

📜 Era dos Arquivos de Hosts

Antigamente: arquivo simples com duas colunas
Nome ↔ Endereço IP
Cada computador tinha sua cópia
Atualização manual e periódica

📄 Exemplo de arquivo hosts:

google.com      142.250.191.14
facebook.com    157.240.15.35
youtube.com     142.251.129.90
⚠️ Problemas:
• Arquivo muito grande para a Internet atual
• Impossível atualizar milhões de computadores
• Criar gargalo com servidor centralizado

🏗️ Espaços de Nomes

📏 Espaço Plano

Nomes sem estrutura
Sequência simples de caracteres
Controle centralizado necessário
❌ Não funciona para grandes redes

🌳 Espaço Hierárquico

Nomes com múltiplas partes
Estrutura organizacional
Controle descentralizado
✅ Perfeito para a Internet

🏫 Exemplo Hierárquico:

challenger.atc.fhda.edu
challenger.berkeley.edu
challenger.smart.com

Mesmo nome "challenger", mas endereços únicos!

🌳 Estrutura da Árvore DNS

Árvore invertida com raiz no topo
Até 128 níveis (0 a 127)
Cada nó tem um rótulo (label)
Labels de filhos devem ser únicos
Estrutura da Árvore:

            . (raiz)
         /     |     \
       com    edu    org
        |        |        |
     google  fhda   apache
                  |
                 atc
                  |
            challenger

🏷️ Tipos de Nomes de Domínio

✅ FQDN (Totalmente Qualificado)

Termina com ponto (.)
Nome completo até a raiz
Única forma aceita pelo DNS
Exemplos:
challenger.atc.fhda.edu.
www.google.com.
mail.yahoo.com.

⚠️ PQDN (Parcialmente Qualificado)

Não termina com ponto
Nome incompleto
Cliente adiciona sufixo
Exemplos:
challenger
www
mail

Resolvedor adiciona domínio local

🌐 Distribuição do Sistema

Informações divididas entre múltiplos servidores
Hierarquia de servidores espelha hierarquia de nomes
Cada servidor responsável por uma "zona"

🎯 Zona vs Domínio:

Domínio: Parte da árvore de nomes
Zona: Parte que um servidor gerencia
Zona ≤ Domínio (pode ser igual ou menor)

🏆 Servidor Primário:

Controla e mantém dados originais
Autoridade sobre a zona
Fonte das atualizações

🔄 Servidor Secundário:

Cópia dos dados do primário
Backup e redundância
Transferência de zona

🌍 DNS na Internet

Três seções principais no espaço de nomes

🏢 Domínios Genéricos

.com (comercial)
.edu (educacional)
.org (organizações)
.gov (governo)
.mil (militar)
.net (redes)

🌎 Domínios de Países

.br (Brasil)
.us (Estados Unidos)
.uk (Reino Unido)
.jp (Japão)
.ca (Canadá)
.fr (França)

🔄 Domínio Reverso (.arpa)

Traduz IP → Nome
132.34.45.121 → 121.45.34.132.in-addr.arpa

🔍 Como Funciona a Resolução

Cliente (resolvedor) faz solicitação
Servidor DNS procura resposta
Se não tem, consulta outros servidores

🔄 Resolução Recursiva

Cliente espera resposta final
Servidor faz todo o trabalho
Consulta múltiplos servidores
Retorna resposta completa

⚡ Resolução Iterativa

Cliente faz múltiplas consultas
Cada servidor dá uma "dica"
Cliente segue as referências
Mais trabalho para o cliente

📝 Exemplo de Resolução:

1. Cliente quer: www.fhda.edu
2. Servidor local consulta servidor raiz
3. Servidor raiz indica servidor .edu
4. Servidor .edu indica servidor fhda.edu
5. Servidor fhda.edu retorna IP de www

💾 Sistema de Cache

Servidores guardam respostas na memória
Acelera consultas futuras
Reduz tráfego na Internet

⏰ TTL (Time to Live)

Define quanto tempo manter no cache
Previne informações desatualizadas
Balanceia velocidade vs. precisão

🔄 Funcionamento do Cache:

1. Primeira consulta: busca nos servidores
2. Resposta salva no cache com TTL
3. Consultas seguintes: resposta do cache
4. TTL expira: cache é renovado

📨 Mensagens DNS

❓ Mensagem de Consulta

Cabeçalho (12 bytes)
Seção de perguntas
Cliente → Servidor

✅ Mensagem de Resposta

Cabeçalho (12 bytes)
Seção de perguntas
Seção de respostas
Seção de autoridades
Seção de informações adicionais

🎯 Campos do Cabeçalho:

Identificação (para relacionar pergunta/resposta)
Flags (tipo de mensagem e configurações)
Contadores (número de registros em cada seção)

🔄 DNS Dinâmico (DDNS)

Atualização automática dos registros
Integração com DHCP
Elimina configuração manual

⚡ Processo DDNS:

1. Novo host conecta na rede
2. DHCP atribui IP dinamicamente
3. DHCP informa DNS sobre nova ligação
4. Servidor primário atualiza zona
5. Servidores secundários são notificados

🔐 Segurança:

Mecanismos de autenticação
Previne alterações não autorizadas
Controle de acesso aos registros

🚚 Transporte das Mensagens

Porta padrão: 53 (TCP e UDP)

⚡ UDP (Mais Comum)

Mensagens até 512 bytes
Consultas simples
Mais rápido
Menos confiável

🔒 TCP (Quando Necessário)

Mensagens > 512 bytes
Transferência de zona
Mais lento
Mais confiável

🔄 Mudança de Protocolo:

1. Cliente tenta UDP primeiro
2. Se resposta > 512 bytes, servidor trunca
3. Servidor ativa bit TC (truncated)
4. Cliente refaz consulta via TCP

🎯 Resumo Final

DNS é a "agenda telefônica" da Internet

✅ Características Principais:

Sistema hierárquico
Distribuído globalmente
Cache para eficiência
Redundância e confiabilidade
Atualizações dinâmicas

🎯 Benefícios:

Nomes fáceis de lembrar
Escalabilidade global
Descentralização
Tolerância a falhas
Base da Internet moderna

🌐 Sem DNS, a Internet seria apenas números!

Imaginem ter que decorar 142.250.191.14 em vez de google.com

🧠 Quiz - Teste seus conhecimentos!

📝 Questão 1

Qual é a principal função do DNS?

A) Proteger a rede contra vírus
B) Traduzir nomes de domínio em endereços IP
C) Gerenciar o tráfego de dados na Internet
D) Criptografar mensagens de e-mail