MOOC:Compagnon Act34-s6

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Activité 34 : Faire correspondre adresse et nom de domaine

Introduction

Cette activité introduit le système de nommage communément appelé le DNS (Domain Name System). Nous présenterons les spécifications pour IPv6, les principes de sa mise en œuvre et les recommandations opérationnelles pour l’intégration d’IPv6. Cette activité commence par poser la problématique à résoudre et les principes généraux retenus pour la résolution de noms. Les spécifications du protocole s'attachent à traiter la résolution de noms et la résolution inverse ainsi que les ressources propres à IPv6. Les principes de mise en œuvre du service DNS expliquent la configuration d'un service DNS autonome en IPv6. Enfin, les recommandations opérationnelles pour l’intégration d’IPv6 décrivent les nouveaux problèmes induits par IPv6 et leurs réponses pour y faire face. Le lecteur pourra se reporter aux nombreux ouvrages traitant des principes et des éléments de configuration du DNS^[1].

Concepts de base du DNS

Le DNS est un système de base de données hiérarchique et distribuée. Il gère les correspondances directes entre les noms de machines (FQDN : Fully Qualified Domain Name) et les adresses IP (IPv4 et/ou IPv6), et les correspondances inverses entre les adresses IP (IPv4 et/ou IPv6) et les noms de machines. Le DNS gère également d’autres informations : par exemple, les informations relatives aux agents de transfert de courrier (Mail eXchanger, MX) ou encore celles relatives aux serveurs de noms (Name Servers, NS) et, plus généralement, d’autres informations utiles pour les applications TCP/IP.

Aujourd’hui, les utilisateurs font principalement référence aux noms de machines. Ces noms logiques sont plus faciles à mémoriser que les adresses, et souvent, reflètent la fonction de la machine. Ainsi, www.tpt.example.com ou ftp.tpt.example.com représentent respectivement les noms des serveurs Web et FTP de la société tpt.example.com.

Une application qui s’exécute sur un équipement A, et qui souhaite communiquer avec une autre application s'exécutant sur un équipement distant B dont elle ne connaît que le nom, a besoin d'en obtenir l'adresse IP. Sans cette adresse, la communication ne peut en général pas avoir lieu : les machines utilisent le protocole IP pour communiquer et ce protocole n’utilise que les adresses IP. A l'instar d'un répertoire téléphonique, le DNS est un annuaire global assurant la correspondance entre les noms logiques de machines et leurs références IP, essentiellement leurs adresses, mais d'autres informations techniques peuvent également être référencées.

Nommage « à plat »

Aux débuts de l'Internet, les adresses IPv4 en usage sont peu nombreuses. Il est donc relativement facile de les stocker dans un fichier centralisé : le fichier hosts.txt (RFC 608). Les noms doivent aussi être uniques. Un nom utilisé dans une organisation ne peut alors pas l’être dans une autre organisation. Chaque responsable de site transmet ses modifications, ajouts et suppressions à un centre de gestion chargé de mettre à jour le fichier central. Chacun de ces responsables peut alors télécharger ce fichier, via FTP par exemple, pour mettre à jour les informations de nommage stockées localement (par exemple, le fichier /etc/hosts pour les systèmes Unix). Un équipement disposant localement d’une version à jour du fichier de nommage peut ainsi communiquer avec toutes les machines connues dans ce fichier. Dès le début des années 80, la croissance exponentielle du nombre de noms et d'adresses IP utilisées et le besoin de plus en plus fréquent de renuméroter les équipements ont rendu le choix des noms, leur mise à jour, et la mémorisation des adresses dans ce fichier central de plus en plus difficile, voire impossible dans des délais raisonnables. Ce système a donc été abandonné au profit du système de nommage.

Caractéristiques du système de noms de domaine

Paul Mockapetris, de l'Université de Californie, conçoit le système de nommage DNS en 1983. Il en écrit la première mise en œuvre à la demande de Jon Postel. Jon postel est un informaticien américain, un des principaux contributeurs à la création de l’Internet. Il a été l’éditeur des RFC (Request For Comments). Il est notamment célèbre pour être l'auteur de cette phrase : «Be liberal in what you accept, and conservative in what you send».

Le DNS est initialement un service de résolution, de mise à jour et d’enregistrement des correspondances directes "nom-adresse" et des correspondances inverses "adresse-nom". Il fournit aux utilisateurs, quelle que soit leur localisation, l’adresse IP associée à un nom de domaine. Il distribue, de plus, la responsabilité de la mise à jour des informations de nommage sur chaque site et met en place un système coopératif d’accès aux informations de nommage. Petit à petit, le DNS s'est imposé comme infrastructure critique pour l'ensemble des applications TCP/IP classiques comme le mail, le web, le transfert de fichier et la connexion à distance. Ce système est donc hiérarchique, réparti, robuste et extensible.

Hiérarchique. Le système de nommage est hiérarchique, pour garantir l’unicité des noms. Le système de nommage hiérarchique utilise une structure d'arbre (cf. figure 1). Un arbre est un graphe sans cycle, c'est-à-dire un ensemble de nœuds reliés par des arcs tel qu’il n’existe qu’un seul chemin reliant la racine de l’arbre à chacune de ses feuilles. Un arbre, à son plus haut niveau, se compose d’une racine et d’un ensemble de nœud « fils ». Chaque fils, dans l’arbre, est relié à son père par un arc. Chaque fils, au second niveau, possède à son tour ses propres fils. Et ainsi de suite jusqu'aux feuilles de l’arbre. Une feuille de l’arbre est un nœud qui n’a pas de fils. Le nommage hiérarchique associe un nom à chaque nœud d’un arbre : l’arbre de nommage. Un domaine correspond à un nœud dans l’arbre de nommage. Chaque nœud, sauf la racine, a un nom. Le nom d’un domaine est alors défini comme la succession des noms des nœuds qui, dans l’arbre de nommage, conduisent de ce nœud à la racine de l’arbre de nommage. Comme un arbre ne contient pas de cycle, chaque nœud n’est accessible que par un seul chemin. Par conséquent, dans un arbre de nommage, les noms de domaines sont uniques.

Arbres informatiques

Les arbres informatiques sont couramment représentés avec la racine positionnée en haut et les feuilles (noeuds sans fils) en bas. Différentes méthodes algorithmiques permettent un parcours efficace de ces structures de données.

Figure 1 : Arbre de nommage.

Les noeuds du premier niveau (les fils de la racine) sont couramment dénommés Top Level Domain (TLD). Le nommage se fait, soit en fonction du secteur d’activité, soit en fonction du code pays (ISO). Deux sous-arbres, sous le TLD réservé "arpa" sont dédiés à la résolution inverse : in-addr pour IPv4 et ip6 pour IPv6.

Réparti. Nul n’est mieux placé que le responsable du nommage dans un domaine (de responsabilité administrative), par exemple celui d’une société, pour gérer les ajouts, modifications, suppressions dans le sous-arbre de nommage de cette société. Chaque responsable du nommage gère le nommage dans sa société. Il produit donc une base locale de nommage. Reste ensuite à partager ces informations pour les mettre à disposition des utilisateurs du réseau.
Robuste. Aujourd’hui, tout le fonctionnement de l’internet dépend du bon fonctionnement du système de nommage. D’un point de vue pratique, s’il n’existe qu’un seul serveur officiel pour un domaine, le service de nommage devient indisponible si ce serveur tombe en panne ou est arrêté. C’est pourquoi, au moins deux serveurs, situés sur des sites géographiquement distincts et indépendants, sont nécessaires pour chaque zone de nommage (zone DNS). Ceci assure à la fois une meilleure disponibilité et un meilleur équilibrage de charge.
- Disponibilité. La probabilité d’occurrence simultanée d’une panne catastrophique (avec perte des données) sur les deux sites est faible, plus faible en tout cas que s’il n’y a qu’un seul serveur. Si un des deux serveurs tombe en panne, l’autre continue de fournir le service. Cette probabilité de panne est encore réduite s'il existe plus de deux sites hébergeant des serveurs de noms secondaires.
- Équilibrage de charge. Lorsque ces deux serveurs sont opérationnels, un client peut, par exemple, interroger simultanément les deux serveurs pour déterminer celui des deux qui est le moins sollicité, et utiliser préférentiellement ses services. En cas de non réponse du serveur choisi, le client peut interroger l’autre serveur pour obtenir les réponses à ses questions. En pratique, les demandes des différents clients se répartissent sur les différents serveurs de noms. Et si deux serveurs ne peuvent supporter la charge, il suffit d’en ajouter d’autres.

Extensible. La structure d'arbre est extensible (scalable) (cf. figure 2). Pour ajouter un nom, il suffit, dans l’arbre de nommage, entre la racine et les feuilles, d’ajouter un nœud et toute sa descendance, et de relier ce nœud à un père en vérifiant que ce père n’a pas deux fils de même nom.

Ainsi, si l’on considère une nouvelle société dont le nom de domaine est société1.com, déclarer cette société dans le système de nommage revient à ajouter un fils : société1 sous le nœud père com, lequel est lui-même fils de «.» (point), la racine (sans nom) de l’arbre de nommage.

Extensibilité des arbres

Les structures de données arborescentes ont cette capacitié de pourvoir être étendue sans limite théorique et sans modification de leur structure. Les espaces de nommage de taille quelconque (potentiellement arbitriairement grands) sont généralement construits sous forme arborescente. Le DNS en est une illustration concrète, la structure et le protocole n'ont pas été modifiés lors de l'explosion des noms de domaine consécutive à la banalisation de l'Internet depuis les années 1990. D'autres espaces de nommage sont batis sur le même principe : abrorescence d'annuaires LDAP, référencement d'objets de l'IETF sous forme d'Object IDentifier (OID) pour les protocoles SNMP ou LDAP, pour ne citer que des exemples informatique et réseaux

Figure 2 : Extension de l'arbre de nommage.

L’idée, simple mais géniale, a été de concevoir un système client-serveur pour cela, concrétement basée sur une arborescence de serveurs. Un serveur DNS est associé à chaque nœud de l’arbre de nommage. En fait, pour des raisons administratives, l’espace de nommage est partitionné en zones, correspondant à des "sous-arbres". Selon le principe de délégation de responsabilité administrative chaque zone est autonome et responsable de son étendue de nommage.

Chaque zone commence au niveau d’un nœud (un domaine) et s’arrête aux nœuds de l’arbre de nommage qui correspondent à d’autres zones. Une zone correspond donc à l’ensemble des domaines (nœuds de l’arbre de nommage) relevant d’une même responsabilité administrative. Un serveur de nommage officiel gère les données d’une zone. Si, comme c’est possible dans certains cas, l’arbre de nommage est très profond, nous verrons que plusieurs serveurs DNS distincts peuvent être regroupés sur une même machine physique. Un serveur DNS peut gérer officiellement plusieurs zones en étant primaire pour une zone et secondaire pour différentes autres zones par exemple. Ces regroupements réduisent la profondeur de la hiérarchie de serveurs DNS, ce qui permet d’en accélérer le balayage (cf. figure 3). Les serveurs DNS sont reliés les uns aux autres par un chaînage double : chaque père connaît chacun de ses fils, et chaque fils connaît son père.

Figure 3 : Réduction de la profondeur de la hiérarchie de serveurs : avant après.

Les clients du service de nommage ne se trouvent qu’au niveau des feuilles de l’arbre de nommage. Plus précisément, il n’y a qu’un client du service de nommage par machine, le résolveur. Cela signifie que toutes les applications qui s’exécutent sur une machine et qui doivent résoudre un nom sollicitent le seul et unique client DNS de cette machine, le résolveur.

Principe de fonctionnement du service DNS

Chacune des applications d’une machine s’adresse au résolveur unique de cette machine (stub resolver) et lui demande des informations associées à des noms de domaines, comme des adresses IP, des relais de messagerie (enregistrement de type MX) ou des serveurs de noms (enregistrement de type NS). Le résolveur est une application commune à toutes les applications d’une machine. Il est souvent implémenté sous la forme d’une bibliothèque de procédures ( Au niveau des systèmes d'exploitation des machines, le resolveur DNS est généralement nativement implanté dans le code de mise en oeuvre de la pile IP). Pour l’utiliser, les programmes d’application invoquent les procédures de la bibliothèque (selon le mécanisme des appels système).

Initialement, le résolveur de la machine locale interrogeait successivement chacun des serveurs (résolution itérative) jusqu’à ce qu’il s’adresse au serveur officiel du domaine concerné. Afin d’accélérer la réponse aux requêtes suivantes, le résolveur conservait dans un cache les informations de nommage. Aujourd’hui, pour optimiser davantage le fonctionnement du système de nommage, les résolveurs fonctionnent en mode récursif. Ils s’adressent à un serveur DNS local et lui demandent de leur fournir les informations de nommage demandées. Ils ne gèrent alors plus de cache local. Ce dernier est mutualisé au niveau du serveur DNS local. Les informations mises en cache bénéficieront à l'ensemble des utilisateurs.

Figure 4 : Relations entre les applications d'une machine : le résolveur et le serveur DNS local.

Le serveur DNS local supporte la récursivité, c'est-à-dire qu’il accepte des demandes de résolution récursives de la part de ses clients. Le serveur DNS recursif local résout ensuite la requête de manière itérative.

On notera que que toutes les résolutions itératives démarrent par la racine et que cette dernière pointe vers les serveurs des TLD. Pour des raisons évidentes de répartition de charge, les serveurs racines sont répliqués. Leurs noms et adresses sont enregistrés dans le fichier db.root. Le serveur DNS local enregistre le contenu de ce fichier dans une partie réservée de la mémoire cache lorsqu’il démarre. Il dispose ainsi des noms et adresses de chacun des serveurs DNS racine. Un serveur racine connaît chacun de ses fils dans l'arbre de nommage du DNS, c'est-à-dire les serveurs en charge des TLD. Il ne dispose localement d’aucune information de nommage. Il n’enregistre pas non plus d'information de nommage dans une mémoire cache. En revanche, en fonction du nom de domaine à résoudre, il sait lequel de ses fils, soit gère la correspondance, soit sait qui la gère. Il fournit donc cette information au serveur DNS local. Notre serveur DNS local s’adresse donc successivement au serveur DNS fils (le serveur administativement responsable du TLD), puis au serveur DNS petit-fils du serveur DNS racine. Il finit par adresser sa demande au serveur DNS ayant autorité sur les informations de nommage recherchées. Le serveur DNS ayant autorité fournit donc ces informations de nommage au serveur DNS local. Celui-ci les enregistre dans sa mémoire cache et les transmet au résolveur à l’origine de la demande. Le résolveur fournit les informations de nommage à l’application à l’origine de la demande. Un explemle de résolution d'adresse est présenté par la figure 4. L'application demande la résolution du FQDN tpt.example.com. à son résolveur lequel contacte le serveur récursif local. Celui ci contacte le serveur racine puis un serveur en charge du TLD .com. et enfin le serveur en charge du domaine example.com.. La réponse est alors mise en cache de manière à accélérer la résolution des requêtes suivantes.

Notez que le serveur DNS local, à chaque étape de la résolution itérative, enregistre dans sa mémoire cache les nom et adresse de chaque serveur DNS interrogé ainsi que les réponses des différents serveurs DNS officiels. Il mutualise donc les informations de nommage pour toutes les machines qui utilisent ses services. Le serveur DNS local, si un résolveur lui pose une question déjà posée par un autre résolveur, fournit immédiatement la réponse à partir de sa mémoire cache lorsque cette information est valide et s’y trouve. Si la question concerne un serveur DNS ayant autorité sur un domaine déjà connu, le serveur DNS local contacte directement le serveur DNS concerné. Notez cependant que les informations enregistrées dans la mémoire cache du serveur DNS local ont une durée de vie limitée. Lorsque les informations de nommage présentes dans la mémoire cache ne sont plus valides, le serveur DNS local ne peut les utiliser pour fournir des réponses aux applications. Il redemande alors directement cette information au serveur DNS officiel du domaine concerné.

Les serveurs de noms

L'arborescence des serveurs de noms est composée de plusieurs types de serveurs fonctionnels répartis sur le réseau internet.

Serveurs de noms primaires et secondaires

Gestion des données de zone

A l'origine les données administratives d'une zone étaient gérées par l'administrateur dans de simples fichiers texte. Aujourd'hui les fournisseurs d'accès Internet ainsi que les prestataires du service DNS, administrant des zones dont le contenu est volumineux, ont délaissés les fichiers à plat au profit de systèmes de bases de données ou d'annuaires LDAP.

Le système DNS distingue, pour une zone donnée, deux types de serveurs de noms : primaire et secondaire. Notez tout d’abord que les serveurs de noms primaire et secondaires pour une zone donnée sont tous des serveurs officiels pour cette zone. Le serveur DNS primaire est le serveur sur lequel l’administrateur du réseau effectue les mises à jour des informations de nommage. Il dispose de fichiers de nommage (les données de zone) enregistrés dans une mémoire locale non volatile. Un serveur DNS primaire peut, par défaut, synchroniser au plus 10 serveurs DNS secondaires. Le numéro de version de chacun des fichiers de zone du serveur DNS primaire change, soit à chaque modification faite par l’administrateur du réseau, soit à l’expiration d’un certain délai en cas de mise à jour dynamique lorsque les mises à jour sont nombreuses.

Les serveurs DNS secondaires sont des serveurs de nommage qui acquièrent leurs informations de nommage, soit depuis le serveur DNS primaire, soit depuis un autre serveur DNS secondaire déjà synchronisé, à l’aide d’un protocole de transfert de fichier, par exemple. Notez qu’un serveur DNS secondaire est synchronisé si le numéro de version de chacun de ses fichiers de zone est identique à ceux de chacun des fichiers de zone du serveur DNS primaire. L’administrateur du réseau ne gère les mises à jour du système de nommage qu’au niveau des fichiers de zone du serveur DNS primaire. Il incrémente le numéro de version d’un fichier de zone à chaque modification (c.f. figure 5). Il déclenche la prise en compte des modifications en redémarrant le serveur DNS primaire ou en le réinitialisant (cf. figure 6).

Figure 5 : Mise à jour d'un fichier de zone du serveur DNS primaire par l'administrateur du réseau.

Figure 6 : Mise à jour d'un fichier de zone et réinitialisation du serveur DNS primaire par l'administrateur du réseau.

Redémarrage et réinitialisation d'un serveur DNS

Lorsque l'administrateur redémarre le serveur DNS primaire, celui-ci relit son fichier de configuration et ses fichiers de zone et les charge en mémoire RAM (Random Access Memory). Il n'utilise ensuite que les informations disponibles en RAM. Lorsque l'administrateur réinitialise le serveur DNS, celui-ci ne relit que ses fichiers de zone et les charge en mémoire RAM. Il n'utilise ensuite que les informations disponibles en RAM.

Il configure le mode de déclenchement de la synchronisation des serveurs DNS secondaires, soit à l’initiative du serveur DNS primaire (notification), soit à l’initiative des serveurs DNS secondaires (interrogation).

Synchronisation par notification : Lorsque la synchronisation se fait à l’initiative du serveur DNS primaire, ce dernier envoie le nouveau numéro de version de ses fichiers de zone à tous les serveurs DNS secondaires. Tous les serveurs DNS secondaires tentent alors de se synchroniser. La synchronisation peut s’effectuer à partir du seul serveur DNS primaire ou également s’effectuer à partir de serveurs DNS secondaires déjà synchronisés.

Synchronisation par interrogation : Lorsque la synchronisation se fait à l’initiative des serveurs DNS secondaires, chaque serveur DNS secondaire vérifie périodiquement le numéro de version de la base de nommage du serveur DNS primaire. Si ce numéro de version de la base de nommage du serveur DNS primaire n’a pas changé, le serveur DNS attend le temps, fixé par la période de scrutation, avant de revérifier le numéro de version de la base de nommage du serveur DNS primaire. Si le numéro de version de la base de nommage du serveur DNS primaire est plus élevé que le sien, le serveur DNS secondaire tente de démarrer une synchronisation de sa base de nommage. Si sa tentative échoue, il attend pendant un certain temps, à l’expiration duquel il tente à nouveau de se synchroniser.

Figure 7 : Transfert des fichiers de zones mises à jour sur le serveur primaire vers les serveurs secondaires.

Ainsi, les serveurs qui le peuvent (10 maximum) se synchronisent immédiatement. Les autres attendent pendant une durée au minimum égale au temps de synchronisation de la première vague puis, tentent à nouveau de se synchroniser (cf. figure 7). Notez, qu’ici encore, l’administrateur du réseau peut optimiser le délai de synchronisation en configurant de façon appropriée les serveurs DNS secondaires pour qu’ils se synchronisent à partir du serveur DNS primaire et des serveurs DNS secondaires déjà synchronisés. Il suffit pour cela de définir les serveurs DNS secondaires qui se synchronisent immédiatement, ceux qui se synchronisent dans un deuxième, un troisième, et éventuellement dans un quatrième temps (cf. figure 8).

Figure 8 : Optimisation du transfert des fichiers de zones via l'utilisation de serveurs secondaires déjà synchronisés.

Notez qu’un serveur DNS secondaire peut, selon son mode de configuration, stocker localement et sur une mémoire non volatile, une copie des fichiers de nommage. S’il enregistre localement, et dans une mémoire non volatile une copie de ses fichiers de zone, il peut, d’une part, démarrer de façon autonome en cas de panne, catastrophique ou non, du serveur DNS primaire, et, d’autre part, très facilement être transformé, si nécessaire, en serveur DNS primaire. Cette bonne pratique est recommandée par l’IETF car elle contribue à la réplication des fichiers de zone.

Serveur DNS récursif (caching name server)

Les résolveurs sont en général incapables d’effectuer la totalité du processus de résolution d’adresse (cf schéma de principe de la résolution de la figure 4). Ils sont incapables d’interroger directement les serveurs DNS officiels. Ils s’appuient sur un serveur DNS local pour effectuer la résolution. De tels serveurs sont appelés serveurs DNS récursifs ou serveurs DNS "cache". Ces deux termes sont synonymes. Un serveur DNS récursif, pour améliorer les performances, enregistre les résultats obtenus dans sa mémoire cache. Une durée de vie associée à chaque enregistrement de ressource contrôle la durée de validité d’une information de nommage dans la mémoire cache.

Relais DNS (forwarder)

Un relais DNS peut ne pas effectuer l’intégralité de la recherche lui-même. Il achemine tout ou partie des demandes d’information de nommage reçues et qu’il ne sait pas satisfaire, à partir des données de sa mémoire cache, vers un autre serveur DNS récursif. Ce serveur est dit "relais DNS" (forwarder). Il peut y avoir un ou plusieurs relais DNS. Chacun est interrogé à tour de rôle jusqu’à épuisement des serveurs de la liste ou obtention de la réponse.

Les relais DNS servent, par exemple, lorsque vous ne souhaitez pas que tous les serveurs DNS d’un site interagissent directement avec les serveurs de l’Internet. Ainsi, un exemple typique implique plusieurs serveurs DNS internes et un pare-feu d’accès à Internet. Les serveurs de nommage incapables d’acheminer leurs messages à travers le pare-feu les adressent aux serveurs DNS capables de le faire (serveurs DNS généralement en zone dite démilitarisée (DMZ) de "l'autre coté" du par feu et autorisés à accéder à l'Internet public). Et ces serveurs DNS interrogent alors les serveurs DNS de l’Internet pour le compte des serveurs DNS internes. Les serveurs de relais sont également utiles dans le cas où le délai entre le réseau local et l'Internet est significatif. Dans ce cas, on déploiera un serveur relais dans le réseau local, lequel contactera un serveur récursif déployé ailleurs sur l'internet.

Serveurs DNS à rôles multiples

Un serveur DNS BIND (BIND Berkeley Internet Name Domain server est l'implémentation logicielle de référence d'un serveur DNS) peut simultanément se comporter comme un serveur ayant autorité en qualité de serveur primaire pour certaines zones, secondaire pour d'autres, et se comporter comme serveur DNS récursif pour un certain nombre de clients.

Les fonctions des serveurs DNS officiels et récursifs sont habituellement activées sur des machines distinctes. Un serveur DNS ne fournissant qu’un service DNS officiel fonctionnera avec la récursivité désactivée, ce qui est à la fois plus fiable et plus sûr. Un serveur DNS non officiel et qui ne fournit que des services de nommage récursifs à des clients locaux n’a pas besoin d’être accessible depuis l’Internet. Il peut donc fonctionner derrière un pare-feu. Un serveur DNS peut cependant être configuré comme serveur officiel pour tous les utilisateurs et n'accepter les requêtes récursives que pour les utilisateurs du réseau interne.

Spécifications du service de nommage

Spécifactions du résolveur

Rappelons que, pour les applications communicantes (une session web par exemple), une phase pendant laquelle le client DNS local, appelé stub resolver, interroge son serveur DNS récursif (ou cache), précède l'éablissement effectif de la communication. Le service DNS fonctionne au niveau de la couche application de la pile TCP/IP. Il s'applique de manière analogue aux réseaux IPv6 et aux réseaux IPv4.

Singularité du service DNS

Notez que le DNS est le seul service de l’internet pour lequel le client doit absolument être configuré avec l’adresse IP d’au moins un serveur DNS. C’est généralement l’adresse d’un serveur DNS local. Les adresses IPv6 étant quatre fois plus grande que celle de IPv4, il est d'autant moins probable que les utilisateurs puissent les retenir, ce qui rend le DNS d'autant plus indispensable.

Pour les machines Unix, par exemple, le fichier de configuration du client DNS, /etc/resolv.conf, fournit l'adresse IP d’un ou plusieurs serveurs de noms. Le résolveur, lorsqu’il démarre, lit ce fichier de configuration. Il dispose donc de l’adresse d’un ou plusieurs serveurs DNS à interroger, ce qui lui permet d’initialiser sa recherche d’information de nommage pour le compte des applications locales. Dans la pratique ce fichier est renseigné soit manuellement par l'administrateur de la machine soit, plus généralement, automatiquement lors de la procédure d'auto-configuration avec ou sans état selon les principes détaillés ci dessous dans le paragraphe intitulé "Découverte de la liste des serveurs DNS récursifs".

Spécifications des ressources IPv6

Les ressources logiques de la base de données répartie du DNS sont gérées sous forme d'enregistrements de ressource communément appelées Ressource Record ou RR. Différents types de RR ont été spécifiés tels que ceux déjà évoqués dans ce documment : RR de type A pour une correspondance d'adresse IPv4, RR de type NS pour un seveur de domaine, ou encore RR de type MX (Mail eXchanger) pour une correspondance entre un domaine et son (ou ses) relais de messagerie.

Afin de supporter le nouveau schéma d'adressage d'IPv6, deux extensions DNS ont été définies (RFC 3596) : l’enregistrement de ressource de type AAAA, et un nouveau sous-domaine dédié à la résolution inverse (adresse-nom) en IPv6 : ip6.arpa.

Le RR de type AAAA (prononcé « quad A ») enregistre les correspondances nom - adresse IPv6. Le code réservé de ce nouveau type d’enregistrement de ressources vaut 28.
Le nouveau sous-domaine ip6.arpa. est dédié à la résolution DNS inverse en IPv6 (correspondance : adresse IPv6 vers nom). La résolution DNS inverse utilise, pour IPv6, la notion de quartet (nibble). Rappel : Un quartet correspond à un chiffre hexadécimal. Comme nous l'avons vu en séquence 1, une adresse IPv6 est composée de 32 quartets.

Nommage direct : enregistrement AAAA

Le nouveau type d'enregistrement AAAA, défini pour IPv6, établit la correspondance entre un nom de domaine et ses adresses IPv6. Une machine ayant plusieurs adresses IPv6 globales a, en principe, autant d’enregistrements AAAA publiés dans le DNS. (De façon analogue, la correspondance entre un nom de domaine et ses adresses IPv4 est réalisée en associant au nom en question un ou plusieurs enregistrements DNS de type A. Chaque RR type A contient la valeur d’une adresse IPv4. Une machine a autant d’enregistrements de type A qu’elle a d’adresses IPv4 (machine multi-domiciliée ou routeur, par exemple)).

Une requête DNS de type AAAA concernant un FQDN (Fully Qualified Domain Name) renvoie dans ce cas tous les enregistrements AAAA publiés dans le DNS et correspondant à ce FQDN. Notez que toutes les adresses n'ont cependant pas leur place dans le DNS. Ce sujet sera traité au chapitre Publication des enregistrements AAAA dans le DNS. Le format textuel d'un enregistrement AAAA tel qu'il apparaît dans le fichier de zone DNS est le suivant :

<nom> [ttl] IN AAAA <adresse>

L'adresse est écrite suivant la représentation classique des adresses IPv6 (RFC 4291) (représentation hexadécimale pointée, l'usage de la notation canonique (RFC 5952) est probablement une bonne pratique mais n'est cependant pas obligatoire). Par exemple, l'adresse IPv6 de la machine ns3.nic.fr est publiée dans le fichier de zone nic.fr comme suit :

ns3.nic.fr. IN AAAA 2001:3006:3006:1::1:1

Notez que toutes les adresses IPv4 et/ou IPv6 correspondant à un nom de domaine donné (c'est le cas d'un réseau configuré en double pile de communication, dual-stack), doivent cohabiter dans le même fichier de zone renseignant le nom de domaine en question. Ainsi, les adresses de ns3.nic.fr sont publiées dans le fichier de zone nic.fr comme suit :

$ORIGIN nic.fr.
ns3 IN A 192.134.0.49
    IN AAAA 2001:db8:3006:1::1:1

Cependant, il faut rester vigilant avec une telle configuration puisque certains résolveurs recherchent prioritairement un enregistrement AAAA avant un enregistrement A, même si l'hôte exécutant le résolveur n'a qu'une connexion IPv6 limitée (une simple adresse locale au lien). Dans ce cas, cet hôte attend l’expiration du délai d’attente d’établissement de la session IPv6 avant de revenir à l’utilisation d’IPv4.

Nommage inverse : enregistrement PTR

Trouver le nom de domaine associé à une adresse est un problème quasi insoluble. Néanmoins, une astuce permet de résoudre élégamment ce problème. Il suffit de présenter les adresses comme des noms (succession des noms de domaines conduisant, dans l’arbre de nommage, d’une feuille à la racine de l’arborescence).

C'est-à-dire que, pour IPv4, il suffit d’écrire l’adresse IP en miroir : au lieu de commencer l’écriture d’une adresse par les octets de poids fort, on commence par celle des octets de poids faible. Ainsi l'adresse IPv4 192.168.1.150 pourrait être référencée sous le nom 150.1.16.193.in-addr.arpa dans le DNS inverse. Pour IPv6, on considère une adresse IPv6 comme une succession de chiffres hexadécimaux (32 quartets par adresse IPv6) séparés par des «.». Une adresse IPv6 est donc transformée en un nom de domaine publié dans le sous-arbre de nommage réservé à la résolution inverse pour IPv6 (ip6.arpa) de la manière suivante : les 32 demi-octets formant l'adresse IPv6 sont séparés par le caractère '.' et concaténés dans l'ordre inverse (mode mirroir) au suffixe ip6.arpa. Par exemple, l'adresse 2001:660:3006:1::1:1 (adresse de ns3.nic.fr) donne le nom de domaine suivant :

1.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0.6.0.0.3.8.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa.

Note : Les quartets à zéro sont significatifs pour cette transformation de l'adresse inverse en nom. Il n'y a donc pas de contraction possible pour cette notation, les 32 quartets (y compris nuls) doivent être notés.

L'administrateur de la zone inverse concernée publie alors, dans le DNS inverse, l'enregistrement de type PTR (PoinTeR) correspondant au nom de domaine inverse ci-dessus. Dans cet exemple, le RR de type PTR vaut ns3.nic.fr. En pratique, on procède par délégation de zone inverse, dérivée des préfixes IPv6, afin de répartir les enregistrements PTR sur un système hiérarchique de serveurs DNS. Les données de résolution inverse se trouvent ainsi distribuées sur les différents sites. Ceci facilite la gestion des données de résolution inverse.

Ainsi, pour une zone inverse donnée, l’administrateur de la zone gère localement la base de correspondance nom-adresse et les bases de données de résolution inverse, à raison d’une par lien dans la zone.

La délégation DNS inverse suit le schéma classique d'attribution des adresses IP, lequel est identique pour IPv4 et IPv6 (cf. figure 9).

L'IANA délègue (en termes de provision) de grands blocs d'adresses IPv6 aux registres Internet régionaux (RIR : Regional Internet Registry), typiquement des préfixes de longueur 12 selon la politique actuelle.
Les RIR provisionnent des blocs d'adresses IPv6 plus petits pour les registres Internet locaux (LIR : Local Internet Registry), c'est-à-dire aux fournisseurs d'accès Internet locaux, typiquement des préfixes de longueur 32 bits, ou plus courts selon le besoin. Notez que, dans les régions APNIC et LACNIC, des registres nationaux intermédiaires (NIR) existent entre le RIR et les LIR présents dans ces pays.
Les LIR attribuent des préfixes IPv6 aux clients finaux. Ces préfixes ont typiquement une longueur variable entre 48 et 64 bits. La longueur du préfixe varie selon le besoin du client et selon la politique du LIR en vigueur).

Figure 9 : Délégation du nommage inverse.

L’administrateur d’un site responsable du nommage publie (ou non, en fonction de la politique locale) les enregistrements PTR correspondant aux adresses IPv6 qu'il utilise dans ses zones DNS inverse.

Par exemple, Renater a reçu le préfixe 2001:660::/32 et la délégation de la zone DNS inverse 0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa de la part du RIPE-NCC. Renater a affecté le préfixe 2001:660:3006::/48 à l'AFNIC et lui a délégué la zone DNS inverse correspondante :

6.0.0.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa. IN NS ns1.nic.fr.
6.0.0.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa. IN NS ns2.nic.fr.
6.0.0.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa. IN NS ns3.nic.fr.

L'AFNIC publie alors dans sa zone DNS inverse les enregistrements PTR correspondant aux adresses IPv6 utilisées. Voici un extrait du fichier de zone DNS :

$ORIGIN 6.0.0.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa.
1.0.0.0.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.0.0 IN PTR ns3.nic.fr.

Note : Astuce : la clause $ORIGIN (macro) en début de fichier zone permet de définir un suffixe commun à chacun des enregistrements PTR de la zone. En positionnant ce suffixe à la valeur inverse du préfixe IPv6 concaténé à la valeur réservée ip6.arpa. on simplifie la notation des enregistrements PTR. Ceux ci se résument, alors, à la notation inverse des parties SID et IID de l'adresse.

Découverte de la liste de serveurs DNS récursifs

Pour renforcer le déploiement d'IPv6, la communauté IPv6 a mis en œuvre un mécanisme de découverte automatique des serveurs DNS récursifs avec ou sans DHCPv6. Trois propositions ont ainsi vu le jour dans le cadre des travaux des groupes « ipv6 », « dhc » et « dnsop » de l’IETF.

La première concerne l’ajout d’options dans les annonces de routeur.
La seconde concerne l’ajout d’options spécifiques dans DHCPv6.
La troisième concerne l’utilisation d’adresses anycast réservées, spécifiques des serveurs DNS récursifs.

Les co-auteurs de ces trois propositions ont rédigé conjointement un document synthétique (RFC 4339).

Ce document décrit le fonctionnement ainsi que les scénarios d'utilisation de chaque technique. Il donne également des recommandations pratiques quant à la solution ou à la combinaison de solutions à adopter en fonction de l'environnement technique dans lequel se trouvent les équipements à configurer.

Principe des trois propositions : RA, DHCPv6, anycast

RA : Le mécanisme à base d'annonce de routeur (RA) est spécifié dans le RFC 6106. Cette proposition étend l'autoconfiguration "sans état" (RFC 4862). Elle définit de nouvelles options. Ces options enrichissent les annonces de routeurs (RFC 4861) en y ajoutant, sous la forme d’options, les informations relatives au DNS. Cette extension est en cours de standardisation à ce jour.
DHCPv6 : Le mécanisme à base de DHCPv6 propose deux solutions légèrement différentes. Elles proposent toutes les deux d'utiliser la même option « DHCPv6 DNS Recursive Name Server » spécifiée dans le RFC 3646. La première utilise un serveur DHCPv6 "à état" (RFC 3315). Celui-ci annonce l’adresse des serveurs de noms récursifs dans des options (ce serveur alloue dynamiquement les adresses IPv6 et les paramètres de configuration du réseau, en particulier les informations de configuration du service de nommage des clients). La seconde propose une utilisation dans le DHCPv6 "sans état" ou serveur DHCPv6-lite (RFC 3736). Celui-ci n'alloue pas d'adresses IPv6, mais informe simplement les clients des différents paramètres à utiliser (DNS récursif, serveur NTP, serveur d'impression...). Dans les deux cas, si un hôte est configuré à la fois avec DHCPv4 (pour IPv4) et avec DHCPv6 (pour IPv6), l’administrateur du réseau doit définir une politique d'arbitrage par un client lorsque les deux listes de serveurs DNS récursifs obtenues par IPv4 et IPv6 sont incohérentes.
Anycast : Mécanisme à base d'adresses anycast réservées (Well-known anycast addresses). Ce mécanisme utilise des adresses IPv4 et IPv6 anycast qui seraient connues par tous les clients et préconfigurées automatiquement par le logiciel d'installation du système d'exploitation de l'équipement. Cette proposition semble avoir été abandonnée. Elle pose de réels problèmes de fonctionnement avec TCP et avec les applications qui gèrent des états au-dessus d’UDP.

Extension de l’autoconfiguration "sans état" pour le DNS

Le RFC 4862 spécifie l'autoconfiguration IPv6 "sans état". Il ne prévoit pas de mécanisme de découverte automatique de la liste des serveurs DNS récursifs. Le RFC 6106 définit deux options d’annonce de routeur : une option qui fournit une liste de serveurs DNS récursifs (RDNSS : Recrusive DNS Server) et une option pour définir la liste des noms de domaines recherchés (DNSSL DNS Search List). Avec ces deux options, les machines IPv6 peuvent configurer complètement leur accès au service DNS pour utiliser les services de l’internet. Ces options fournissent les informations nécessaires pour configurer le fichier resolv.conf.

L’autoconfiguration, avec configuration complète du service DNS, sert dans les réseaux dépourvus de serveur DHCPv6 ou pour des machines IPv6 dépourvues de client DHCPv6. Elle fonctionne sur tout réseau supportant la découverte des voisins, (sous réserve que l'OS des machines supporte ces options spécifiques). Les configurations du réseau et du service DNS sont alors simultanées. L’administrateur du réseau configure manuellement les annonces des routeurs pour cette cette autoconfiguration.

La représentation détaillée des options ICMPv6 relatives à RDNSS et DNSSL est reportée à l'annexe 1 de cette activité.

Extension de la configuration "à état", DHCPv6

Le RFC 3315 spécifie le protocole d'autoconfiguration "à état", DHCPv6 : Dynamic Host Configuration Protocol version 6. Ce protocole fournit également les informations de configuration de l’accès au service DNS d’une machine IPv6. La représentation détaillée des options ICMPv6 relatives à RDNSS et DNSSL est reportée à l'annexe 2 de cette activité.

Utilisation d’adresses anycast réservées

Une troisième solution est basée sur les adresses anycast réservées. Elle définit plusieurs adresses réservées dans les fichiers de configuration du résolveur d’une machine IPv6. Le RFC 1546 présente plusieurs pistes. Aucun mécanisme de transport ou protocole n’est donc nécessaire. Cette solution s’appuie sur le routage normal des datagrammes et, selon les cas, un filtrage peut être nécessaire en périphérie du réseau.

Ce service est utilisable lorsque les machines IPv6 souhaitent localiser un hôte supportant un service, sans s’intéresser au serveur qui, lorsqu’il y en a plusieurs, rend le service. Le principe est le suivant : une machine envoie un datagramme vers une adresse anycast. L’interconnexion de réseau assure la remise du datagramme à au plus un serveur et, de préférence, à un seul des serveurs répondant à cette adresse anycast. Lorsque des serveurs sont répliqués, une machine peut, par exemple, accéder à la réplique la plus proche. Un certain nombre de questions se posent dans le cas de services "sans état" et "avec état", notamment lorsque plusieurs serveurs sont susceptibles de répondre.

Mises en œuvre du service DNS

Cette partie présente les principaux logiciels supportant IPv6. Elle renvoie vers une liste plus complète de logiciels. Elle détaille ensuite comment configurer un service de nommage autonome en IPv6. Elle donne également des exemples de fichiers de configuration.

Logiciels DNS supportant IPv6

De nombreux logiciels DNS existent aujourd'hui, mais cette section ne les liste pas de manière exhaustive. Pour avoir une idée plus claire du nombre et de la diversité de ces logiciels, le lecteur peut se référer à la comparaison des logiciels DNS sur Wikipedia. Par ailleurs, certaines distributions logicielles comportent l'implémentation du client et du serveur. D'autres n'incluent que l'implémentation du client ou que celle du serveur. Dans leurs versions récentes, la plupart de ces logiciels DNS supportent complètement IPv6, c'est-à-dire à la fois au niveau de la base de nommage (enregistrements AAAA et PTR) et au niveau du transport IPv6 des messages DNS. Néanmoins, certains ne supportent encore IPv6 qu'au niveau de la base de nommage.

Par exemple, l'ISC : Internet Systems Consortium développe la distribution BIND9 (Berkley Internet Name Domain). Cette distribution représente la référence de fait dans le domaine. En effet, il s'agit d'une pile logicielle complète : client, serveur et outils. Il intègre toutes les extensions DNS récentes (IPv6, DNSSEC...). Les distributions BIND 9 présentent l'avantage d'être disponibles en code source et en format binaire pour la quasi-totalité des plates-formes (Unix, MS Windows, Apple...). Ainsi, la distribution BIND9 a été choisie comme base pour les exemples de fichiers de configuration.

Notez que les logiciels DNS développés par les NLnetLabs sont aussi des logiciels libres et qu'ils présentent en outre l'avantage d'être dédiés à une seule fonction, à savoir : serveur DNS récursif ou officiel uniquement. Ainsi, de plus en plus d'opérateurs DNS utilisent aujourd'hui le serveur récursif NSD comme serveur DNS officiel (sans récursion) et Unbound comme serveur DNS récursif pour l'une et/ou l'autre de deux raisons : les performances et la diversité générique. Les performances sont reconnues par des tests comparant, d'un côté, NSD et BIND, et de l'autre, Unbound et BIND montrent la supériorité respective des premiers sur les seconds). La diversité générique concerne la diversité des plates-formes logicielles supportant ces serveurs DNS.

Principe de configuration d’un serveur DNS

Cette partie présente le principe de configuration d’un service DNS autonome. Elle précise également les modifications à effectuer pour relier ce service DNS au service de nommage de l’Internet. Pour configurer un service de nommage, il faut successivement installer le paquetage du serveur de nommage sur les machines "serveur", configurer un serveur DNS primaire, configurer au moins un serveur DNS secondaire et préparer le fichier de configuration des clients du service de nommage.

La configuration du serveur DNS primaire comprend la configuration des options de fonctionnement du serveur, la configuration du fichier de résolution directe et la configuration des fichiers de résolution inverse. Deux outils vérifient la configuration du serveur. Le premier, named-checkconf, vérifie l’absence d’erreur dans le fichier de configuration du serveur. Le second, named-checkzone, vérifie l’absence d’erreur dans les fichiers de zone du serveur. Il utilise le nom de la zone et le fichier de zone correspondant. En cas d’erreur, ces outils signalent et localisent les erreurs. Ils facilitent donc la mise au point du service. Il faut également déclarer, au niveau du serveur DNS primaire, les serveurs DNS secondaires autorisés à se synchroniser.

La configuration du serveur DNS secondaire comprend la configuration des options de fonctionnement du serveur, la déclaration du statut (secondaire) du serveur, la déclaration du ou des serveurs primaires qui fournissent les fichiers de zone. L’outil named-checkconf vérifie les fichiers de configuration du serveurs DNS secondaire. Notez qu'un serveur DNS secondaire peut se synchroniser, soit à partir du serveur DNS primaire, soit à partir d'un serveur DNS secondaire déjà synchronisé.

L’analyse du fichier journal (/var/log/syslog par exemple, sur un système Linux) donne des indications précieuses sur les erreurs d’exécution relatives au service de nommage ou leur absence.

La configuration des clients s’effectue au niveau du fichier (/etc/resolv.conf pour les systèmes Linux, par exemple). Le fichier resolv.conf contient la déclaration du domaine, jusqu’à trois adresses de serveurs DNS, et une liste de noms de domaines recherchés.

Il faut ensuite vérifier le bon fonctionnement des serveurs primaire et secondaires à l’aide d’un client. La vérification se fait à l’aide des outils dig ou host, utilisables en ligne de commande. Ces outils utilisent, par défaut, les informations contenues dans le fichier resolv.conf. Notez que l’outil nslookup n’est plus maintenu. Son utilisation est désormais déconseillée. Nous ne présentons donc pas ici son utilisation.

Définition des fichiers de zone

Les fichiers de zone contiennent principalement des enregistrements de ressources (resource record). Notez que les recherches ignorent la casse des caractères. Cependant, le DNS conserve la casse des caractères. Les commentaires commencent avec un « ; », et se terminent à la fin de la ligne. Les fichiers de zones sont plus faciles à lire s’ils sont documentés. L’ordre des enregistrements n’a aucune importance. Les enregistrements de ressources doivent commencer dans la première colonne d’une ligne.

La première étape de la configuration d’un serveur DNS primaire correspond à la conversion de la table des machines (fichier hosts) en son équivalent pour le DNS : fichier de résolution directe (nom-adresse). Un outil écrit en langage Perl, h2n, effectue automatiquement cette conversion à partir du fichier /etc/hosts pour une machine Linux.

La seconde étape correspond à la production des fichiers de résolution inverse. Il y en a un par lien (fichiers de résolution inverse, adresse-nom). Dans le cas d’IPv6, un outil, ipcalc, disponible sous la forme d’un paquet Linux, assure la conversion d’une adresse IPv6 en quartets. Un quartet correspond à un chiffre hexadécimal. Il sert pour la résolution inverse des noms en IPv6.

Le serveur DNS primaire a un fichier de résolution inverse pour l’adresse de boucle locale. Chaque serveur, primaire ou secondaire, est maître pour cette zone. En effet, personne n’a reçu la délégation pour le réseau 127/24, ni pour ::1/128. Chaque serveur doit donc en être responsable.

Le fichier de configuration du serveur de nommage, named.conf, relie tous les fichiers de zone.

Un serveur DNS doit également connaître les adresses des serveurs racines. Il utilise les informations du fichier db.cache pour interroger les serveurs et leur demander une liste à jour des correspondances nom-adresse des serveurs racines. Le serveur enregistre cette liste dans un emplacement spécial de sa mémoire cache normale. Il n’est donc plus nécessaire de leur associer une durée de vie. Pour obtenir les adresses des serveurs racine, établissez une session ftp anonyme avec la machine ftp.rs.internic.net et rapatriez le fichier db.cache du répertoire domain. Ce fichier change de temps en temps. Il est donc nécessaire, périodiquement, d’en rapatrier localement une version à jour.

Dans le cas d’un service de nommage autonome, le serveur DNS primaire sert également de serveur racine. Nous utilisons dans ce cas un fichier db.fakeroot au lieu du fichier db.cache.

Types d’enregistrement de ressource DNS

Les principaux enregistrements de ressources du DNS sont de deux types : ceux relatifs à la zone et ceux relatifs aux machines.

Les enregistrements relatifs à la zone sont : SOA, NS et MX.

L'enregistrement de ressource SOA (Start Of Authority) indique qui est le serveur DNS primaire officiel de la zone. Il n’y en a qu’un par zone. La syntaxe de l’enregistrement SOA est la suivante : SOA, nom du serveur DNS primaire officiel, adresse mail de l’administrateur du service de noms, numéro de série, délai de rafraîchissement, délai avant nouvel essai, délai d’expiration de l’information, durée maximum de conservation d’une réponse négative dans le cache d’un serveur de nommage.

L'enregistrement de ressource NS (Name Server) désigne un serveur DNS officiel pour la zone. Il y a autant d’enregistrements NS que de serveurs DNS officiels pour une zone donnée. Notez que certains serveurs DNS officiels de la zone peuvent ne pas être déclarés dans les fichiers de zone. il s'agit de serveurs DNS furtifs.
L'enregistrement de ressource MX (Mail eXchanger) désigne un agent de transfert ou un serveur de courrier officiel pour un domaine donné.

Les principaux enregistrements relatifs aux machines de la zone sont : A, AAAA, PTR et CNAME.

L'enregistrement de ressource A définit une correspondance nom-adresse IPv4.
L'enregistrement de ressource AAAA définit une correspondance nom-adresse IPv6.
L'enregistrement de ressource PTR définit une correspondance inverse, adresse-nom. Les pointeurs ne désignent que le nom canonique d’une machine.
L'enregistrement de ressource CNAME définit un nom canonique ou un surnom (alias) d’une machine.

Configuration de serveur DNS

Même si les logiciels DNS utilisés interfonctionnent, la syntaxe et les règles de configuration varient considérablement d'une implémentation à l'autre. Dans ce chapitre, nous fournissons des exemples suivant la syntaxe et les règles de configuration de BIND 9. Ce logiciel est aujourd'hui considéré comme mise en oeuvre de référence en matière de DNS.

Réseau virtualisé utilisé pour générer ces exemples

Les exemples de fichiers qui suivent ont été configurés dans un environnement réseau incluant trois machines supportant respectivement un serveur, un relais et un client DNS (cf. figure 14). La machine serveur s-13-v6 supporte le serveur DNS primaire. Elle est également un routeur. Elle donne accès à un réseau A sur lequel se trouve le relais. Le réseau A sert pour faire de l’autoconfiguration DHCPv6 "à état" sans relais. Elle donne également accès au réseau C. Le réseau C sert pour l’autoconfiguration des adresses IPv6 (sans serveur DHCPv6). Le relais r-13-v6 supporte un serveur DNS secondaire. Cette machine est également un routeur. Cette machine donne accès au réseau B. Le réseau B sert pour faire de l’autoconfiguration "à état" en présence d’un relais DHCPv6. Le client c-13-v6 est doté de deux interfaces de réseau. La première est connectée soit au réseau A, soit au réseau B pour faire du DHCPv6, respectivement, sans et avec relais. La seconde est connectée au réseau C pour faire de l’autoconfiguration "sans état".

Figure 14 : Réseau virtualisé pour générer ces exemples.

La configuration DNS proposée correspond à un domaine DNS autonome où le serveur DNS primaire fait également fonction de serveur DNS racine.

Fichier de configuration d'un serveur BIND9

La configuration d’un serveur DNS primaire BIND9 concerne quatre aspects : la configuration des options de fonctionnement du serveur, la configuration du fichier de zone pour la résolution directe (nom – adresse), la configuration des fichiers de zone pour la résolution inverse (adresse – nom), et la mise au point du service. Pour tenir compte de cette modularité, le fichier principal de configuration de BIND9 se contente d’inclure d’autres fichiers gérant spécifiquement chacun des aspects précédents. Le fichier de configuration du serveur de nom BIND 9 est, par exemple sous Linux, /etc/bind9/named.conf. Ce fichier se contente d’inclure d’autres fichiers. Chacun de ces fichiers contient un ensemble de déclarations relatives à un aspect de la configuration du serveur.

Exemple de contenu du fichier /etc/bind9/named.conf

// This is the primary configuration file for the BIND DNS server named. 
// 
// Please read /usr/share/doc/bind9/README.Debian.gz for information on the 
// structure of BIND configuration files in Debian, *BEFORE* you customize 
// this configuration file. 
// 
// If you are just adding zones, please do that in /etc/bind/named.conf.local 
include "/etc/bind/named.conf.options"; 
include "/etc/bind/named.conf.local"; 
include "/etc/bind/named.conf.default-zones";

Configuration du fonctionnement du serveur

Le fichier named.conf.options contient, par exemple, différentes options de configuration du fonctionnement du serveur, telles que le répertoire de travail, l'activation de l'écoute des requêtes DNS sur un port (socket) en IPv4 et/ou en IPv6, l'activation ou non du mode récursif, l’affichage ou non du numéro de version du serveur.

Contenu du fichier named.conf.options

options {
        directory "/var/bind"; 
	 auth-nxdomain no;
	 listen-on { any; };
 	 listen-on-v6 { any; };
	 version none;
	 allow-query-cache { any; };
 	 allow-query { any; };
	 allow-recursion { 
             2001:db8:330f:a0d1::/64; 
             2001:db8:330f:a0d2::/64; 
             2001:db8:330f:a0d1::/64;
             };
};

include "/etc/bind/rndc-key";
controls {
	 inet 127.0.0.1 port 953
	 allow {127.0.0.1; ::1; } keys { "rndc-key"; };
	 };

L'option listen-on peut avoir plusieurs valeurs possibles. Avec la valeur any, le serveur écoute sur toutes les adresses IPv4 opérationnelles. Si une liste d'adresses IPv4 est spécifiée, le serveur écoutera uniquement les requêtes et réponses reçues sur chacune des interfaces configurées avec une de ces adresses. Si la valeur none est spécifiée, cela signifie que le serveur ne supporte pas IPv4.

Par défaut, le serveur DNS BIND 9 n’écoute pas les requêtes qui arrivent sur une interface IPv6. Pour changer ce comportement par défaut, il faut utiliser l'option listen-on-v6. Si elle vaut any le serveur écoute sur toutes les adresses IPv6 opérationnelles. Si une liste d'adresses IPv6 est spécifiée, le serveur écoutera uniquement les requêtes et réponses reçues sur chacune des interfaces configurées avec une de ces adresses. La valeur par défaut est none, ce qui signifie que le serveur ne supporte pas IPv6 (valeur par défaut).

Exemple de configuration locale du serveur de noms BIND9

Le fichier named.conf.local contient les chemins d’accès aux zones pour lesquelles le serveur DNS est maître officiel (master). Il définit également le chemin d'accès aux données (option directory) et le rôle du serveur DNS pour chacune des zones (primaire ou secondaire). Les zones DNS pour lesquelles le serveur DNS (primaire ou secondaire) est officiel sont ensuite déclarées successivement grâce à des rubriques de type "zone". Pour chaque zone, le nom du fichier contenant les enregistrements de chaque zone est précisé. Lorsque le serveur est secondaire pour une zone donnée, l’administrateur du réseau indique (à l'aide de la sous-rubrique slave) la liste des adresses IPv4 et/ou IPv6 des serveurs DNS, primaire ou secondaires, à partir desquels ce secondaire peut se synchroniser.

Voici maintenant un extrait du fichier named.conf.local de notre serveur DNS autonome.

Exemple de contenu du fichier named.conf.local

// 
// Do any local configuration here 
// 
// Consider adding the 1918 zones here, if they are not used in your 
// organization 
// 
include "/etc/bind/zones.rfc1918"; 
//zones primaires 
// 
// 
// 
// Déclaration de la zone tpt.example.com 
// 
// 
zone "tpt.example.com" { 
	type master; 
	file "/etc/bind/db.tpt.example.com"; 
	allow-transfer { 
		2001:db8:330f:a0d1::197; 
		2001:db8:330f:a0d2::197; 
		}; 
	}; 
// 
// Déclaration des zones inverses 
// 
// 
// 2001:db8:330f:a0d1::/64 
// 
zone "1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa." { 
	type master; 
	file "/etc/bind/db.131.tpt.example.com.rev"; 
	allow-transfer { 
		2001:db8:330f:a0d1::197; 
		2001:db8:330f:a0d2::197; 
		}; 
	}; 
// 
// 2001:db8:330f:a0d2::/64 
// 
zone "2.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa." { 
	type master; 
 	file "/etc/bind/db.132.tpt.example.com.rev"; 
	allow-transfer { 
		2001:db8:330f:a0d1::197; 
		2001:db8:330f:a0d2::197; 
		}; 
	}; 
// 
// 2001:db8:330f:a0d3::/64 
// 
zone "3.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa." { 
	type master; 
	file "/etc/bind/db.132.tpt.example.com.rev"; 
	 allow-transfer { 
		2001:db8:330f:a0d1::197; 
		2001:db8:330f:a0d2::197; 
		}; 
	}; 
// 
// Zones secondaires 
//

Contenu du fichier named.conf.default-zones

// prime the server with knowledge of the root servers
zone "." {
	type hint;
	file "/etc/bind/db.fakeroot";
};

// be authoritative for the localhost forward and reverse zones, and for
// broadcast zones as per RFC 1912

zone "localhost" {
	type master;
	file "/etc/bind/db.local";
};

zone "127.in-addr.arpa" {
	type master;
	file "/etc/bind/db.127";
};

zone "0.in-addr.arpa" {
	type master;
	file "/etc/bind/db.0";
};

zone "255.in-addr.arpa" {
	type master;
	file "/etc/bind/db.255";
};

Fichier de zone DNS pour la résolution directe (nom - adresse)

Voici, à titre d'exemple, un extrait du fichier de résolution directe pour la zone tpt.example.com. Il ne fait apparaître que les adresses IPv6. Notez, dans cet exemple, que les adresses IPv6 ont été construites manuellement pour garantir leur pérennité dans le DNS. En effet, rappelons dans ce contexte que les adresses obtenues par auto-configuration dérivent généralement de l'adresse physique de la carte réseau utilisée (RFC 4291). Notez également que pour que ces adresses soient automatiquement prises en compte dans le DNS, il faudrait configurer et autoriser la mise à jour dynamique du service de nommage depuis ces machines.

$TTL 3h
tpt.example.com. 	IN	SOA	s-13-v6.tpt.example.com.	 r-13-v6.tpt.example.com. (
		3 		; numéro de série
		3600		; refresh (1 heure)
		900		; nouvel essai (15 minutes)
		3600000		; expiration (5 semaines jours 16 heures)
		1h)		; durée de vie minimum (1 heure)
@			IN	NS	s-13-v6.tpt.example.com.
@			IN	NS	r-13-v6.tpt.example.com.

s-13-v6.tpt.example.com.	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::217
					AAAA	2001:db8:330f:a0d1::53
					AAAA	2001:db8:330f:a0d2::217
					AAAA	2001:db8:330f:a0d3::217
 					AAAA	2001:db8:330f:a0d4::217
r-13-v6.tpt.example.com.	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::197
					AAAA	2001:db8:330f:a0d2::197
c-13-v6.tpt.example.com.	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::187
					AAAA	2001:db8:330f:a0d2::187
s13.tpt.example.com.		IN CNAME s-13-v6.tpt.example.com.
r13.tpt.example.com.		IN CNAME r-13-v6.tpt.example.com.
c13.tpt.example.com.		IN CNAME c-13-v6.tpt.example.com.

Fichier de zone DNS inverse en IPv6

Voici les fichiers de zone pour la résolution DNS inverse correspondant au préfixe IPv6 d’un lien.

Fichier db.131.tpt.example.com.rev

$TTL 3h
;
@		IN	SOA	s-13-v6.tpt.example.com. root.s- 13-v6.tpt.example.com. (
		2		; Numéro de série
		3600		; rafraîchissement (1 heure)
		900		; Nouvelle tentative (15 minutes)
		3600000		; Durée de vie maximale (5 semaines 6 jours et  16 heures)
		1h )		; Durée de vie minimale (1 heure)
;
@	IN	NS	s-13-v6.tpt.example.com.
@	IN	NS	r-13-v6.tpt.example.com.
$ORIGIN	1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa.
3.5.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0	IN	PTR	s-13-v6.tpt.example.com.
7.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0	IN	PTR	s-13-v6.tpt.example.com.
7.9.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0	IN	PTR	r-13-v6.tpt.example.com.

Fichier db.132.tpt.example.com.rev

$TTL 3h
;
@		IN	SOA	s-13-v6.tpt.example.com. root.s-13-v6.tpt.example.com. (
		2		; Numéro de série
 		3600		; rafraîchissement (1 heure)
 		900		; Nouvelle tentative (15 minutes)
		3600000		; Durée de vie maximale (5 semaines 6 jours 
;					et 16 heures)
		1h )		; Durée de vie minimale (1 heure)
;
@	IN	NS	s-13-v6.tpt.example.com.
@	IN	NS	r-13-v6.tpt.example.com.
$ORIGIN	2.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa.
7.9.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0	IN	PTR	r-13-v6.tpt.example.com.

Fichier db.133.tpt.example.com.rev

$TTL 3h
;
@		IN	SOA	s-13-v6.tpt.example.com. nobody.localhost. (
		4		; Numéro de série
		3600		; rafraîchissement (1 heure)
		900		; Nouvelle tentative (15 minutes)
		3600000		; Durée de vie maximale (5 semaines 6 jours et  16 heures)
		1h )		; Durée de vie minimale (1 heure)
;
@	IN	NS	s-13-v6.tpt.example.com.
@	IN	NS	r-13-v6.tpt.example.com.
$ORIGIN	3.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa.
7.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0	IN PTR	s-13-v6.tpt.example.com.

Clients du service de nommage

Un client DNS, un résolveur, se présente souvent sous la forme d'une bibliothèque de nommage. Cette dernière se nomme libresolv. Ce client est appelé resolver. Nous utilisons le terme résolveur. Rappelons que toutes les applications TCP/IP s'exécutant sur une machine donnée sollicitent ce résolveur. Ce dernier les renseigne sur les ressources DNS nécessaires à l'établissement de leur communication avec des applications distantes.

Exemple de fichier de configuration /etc/resolv.conf d’un serveur de noms

domain tpt.example.com
nameserver ::1
nameserver 2001:db8:330f:a0d1::53
nameserver 2001:db8:330f:a0d1::217
search tpt.example.com

Exemple de fichier de configuration /etc/resolv.conf d’une machine

domain tpt.example.com
nameserver 2001:db8:330f:a0d1::197
nameserver nameserver 2001:db8:330f:a0d1::53
nameserver 2001:db8:330f:a0d1::217
search tpt.example.com

Outils de vérification de la configuration DNS

Outre le résolveur, des outils et commandes dépendent des systèmes d'exploitation existants. Ces outils permettent d'interroger un serveur DNS pour le mettre au point et/ou le dépanner. Les outils dig et host, par exemple, font partie des distributions BIND9. Nous présentons des exemples de leur utilisation dans la suite de cette partie.

Notez que, lorsque le serveur interrogé n'est pas explicitement renseigné lors de l’invocation de ces commandes, les serveurs par défaut référencés dans le fichier resolv.conf sont interrogés. Il peut, par exemple, s'agir de la liste des serveurs récursifs configurée automatiquement (via DHCP, par exemple) ou de celle configurée manuellement dans un fichier de configuration (/etc/resolv.conf pour les systèmes Unix ou Linux) ou via une interface graphique de l’équipement (MS Windows et Mac OS). Les mécanismes de découverte de la liste des serveurs DNS récursifs sont décrits plus loin. Voir le chapitre Découverte de la liste de serveurs DNS récursifs.

Exemples d'interrogation d’un serveur DNS avec dig : résolution directe

root@s-13-v6:/etc/bind# dig @2001:db8:330f:a0d1::53 s-13-v6.tpt.example.com -t aaaa 

; <<>> DiG 9.8.4-rpz2+rl005.12-P1 <<>> @2001:db8:330f:a0d1::53 s-13-v6.tpt.example.com -t aaaa 
; (1 server found) 
;; global options: +cmd 
;; Got answer: 
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 10043 
;; flags: qr aa rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 5, AUTHORITY: 2, ADDITIONAL: 2 

;; QUESTION SECTION: 
;s-13-v6.tpt.example.com.		IN	AAAA 

;; ANSWER SECTION: 
s-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::53 
s-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::217 
s-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d2::217 
s-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d3::217 
s-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d4::217 

;; AUTHORITY SECTION: 
tpt.example.com.		10800	IN	NS	  r-13-v6.tpt.example.com. 
tpt.example.com.		10800	IN	NS	  s-13-v6.tpt.example.com. 

;; ADDITIONAL SECTION: 
r-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d2::197 
r-13-v6.tpt.example.com.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::197 

;; Query time: 0 msec 
;; SERVER: 2001:db8:330f:a0d1::53#53(2001:db8:330f:a0d1::53) 
;; WHEN: Wed Feb 25 00:55:58 2015 
;; MSG SIZE rcvd: 270

Exemple d’interrogation d’un serveur DNS avec la commande host : résolution directe

root@s-13-v6:/etc/bind# host -t aaaa s-13-v6.tp13.tptfctp. 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:db8:330f:a0d1::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:db8:330f:a0d2::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:db8:330f:a0d3::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:db8:330f:a0d4::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:db8:330f:a0d1::53

Exemple d’interrogation d’un serveur DNS avec la commande dig : résolution inverse

root@s-13-v6:/etc/bind# dig @::1 -x 2001:db8:330f:a0d1::217 

; <<>> DiG 9.8.4-rpz2+rl005.12-P1 <<>> @::1 -x 2001:db8:330f:a0d1::217 
; (1 server found) 
;; global options: +cmd 
;; Got answer: 
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 65205 
;; flags: qr aa rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 2, ADDITIONAL: 7 

;; QUESTION SECTION: 
;7.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa. IN  PTR 

;; ANSWER SECTION: 
7.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa. 10800IN PTR s-13-v6.tp13.tptfctp. 

;; AUTHORITY SECTION: 
1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa. 10800	IN NS r-13-v6.tp13.tptfctp. 
1.d.0.a.f.0.3.3.8.b.d.0.1.0.0.2.ip6.arpa. 10800	IN NS s-13-v6.tp13.tptfctp. 

;; ADDITIONAL SECTION: 
r-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d2::197 
r-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::197 
s-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d2::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d3::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d4::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::53 
s-13-v6.tp13.tptfctp.	10800	IN	AAAA	2001:db8:330f:a0d1::217 

;; Query time: 0 msec 
;; SERVER: ::1#53(::1) 
;; WHEN: Tue Mar 17 11:31:56 2015 
;; MSG SIZE rcvd: 356

Exemple d’interrogation d’un serveur DNS avec la commande host : résolution inverse

root@r-13-v6:/var/bind# host -t aaaa s-13-v6 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:660:330f:a0d1::53 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:660:330f:a0d1::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:660:330f:a0d2::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:660:330f:a0d3::217 
s-13-v6.tp13.tptfctp has IPv6 address 2001:660:330f:a0d4::217 
root@r-13-v6:/var/bind# host -t aaaa 2001:660:330f:a0d1::53 
3.5.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.d.0.a.f.0.3.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa domain name pointer 
s-13-v6.tp13.tptfctp. 
root@r-13-v6:/var/bind# host -t aaaa 2001:660:330f:a0d1::197 
7.9.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.d.0.a.f.0.3.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa    domain name pointer 
r-13-v6.tp13.tptfctp. 
root@r-13-v6:/var/bind# host -t aaaa 2001:660:330f:a0d2::197 
7.9.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.2.d.0.a.f.0.3.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa domain name pointer 
r-13-v6.tp13.tptfctp. 
root@r-13-v6:/var/bind# host -t aaaa 2001:660:330f:a0d3::217 
7.1.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.3.d.0.a.f.0.3.3.0.6.6.0.1.0.0.2.ip6.arpa domain name pointer 
s-13-v6.tp13.tptfctp.

Recommandations opérationnelles pour l'intégration d'IPv6

Le DNS, comme cela a été décrit dans l'introduction de ce chapitre, est à la fois une application TCP/IP et une infrastructure critique. C'est l’application TCP/IP client-serveur qui gère la base de données distribuée à la plus grande échelle qui soit. C'est une application critique parce qu’elle permet à toutes les autres applications TCP/IP classiques (web, mail, ftp...) de fonctionner.

L'intégration progressive d'IPv6 entraîne de nouveaux problèmes opérationnels liés au DNS. Ces problèmes sont dus à la fragmentation de l’espace de nommage. Il convient donc soit de les éviter, soit de trouver les solutions adéquates pour y remédier. À cet effet, les RFC 3901 et RFC 4472 identifient les principaux problèmes et formulent une série de recommandations pratiques pour y faire face. Le chapitre qui suit, Deux impossibilités d’accéder au service de nommage et remèdes, résume ces recommandations. Dans un article en ligne, l'auteur revient sur des cas problématiques du déploiement du DNS en IPv6 ^[2].

Le DNS supporte les enregistrements A et AAAA, et ce, indépendamment de la version d'IP utilisée pour transporter les requêtes et réponses DNS relatives à ces enregistrements. Par ailleurs, en tant qu'application TCP/IP, un serveur DNS utilise les transports UDP sur IPv4 ou IPv6 ou sur les deux à la fois (machine en double pile). Dans tous les cas, le serveur DNS doit satisfaire une requête donnée en renvoyant les informations qu'il a dans sa base de données, indépendamment de la version d'IP qui lui a acheminé cette requête.

Un serveur DNS ne peut pas, a priori, savoir si le résolveur initiateur de la requête l’a transmis à son serveur récursif (cache) en utilisant IPv4 ou IPv6. Des serveurs DNS intermédiaires (cache forwarder) peuvent, en effet, intervenir dans la chaîne des serveurs interrogés durant le processus de résolution d’une requête DNS. Ces serveurs DNS intermédiaires (cache forwarder) n'utilisent pas nécessairement la même version d'IP que leurs clients. Notez en outre, qu’en supposant que le serveur DNS puisse connaître la version d'IP utilisée par le client qui a initié la requête, il n'a pas à faire d'hypothèse sur l'usage par le client de la réponse DNS renvoyée.

Deux impossibilités d’accéder au service de nommage et leurs remèdes

Cette partie présente deux scénarios où l’accès au DNS est impossible et les remèdes qui permettent d’éviter ces situations. Avant IPv6, le processus de résolution DNS ne faisait intervenir qu’IPv4. Le service était donc garanti pour tous les clients DNS. Avec IPv6, on risque de se trouver confronté à des cas où l'espace de nommage est fragmenté. Dans ce cas, certains fragments de cet espace ne sont accessibles que via IPv4, et d'autres ne sont accessibles que via IPv6. Voici, par exemple, deux scénarios illustrant ce problème de fragmentation de l’espace d’adressage ainsi que la solution recommandée par l’IETF dans chaque scénario : client IPv4 et serveur IPv6, client IPv6 et serveur IPv4.

Premier scénario : client IPv4 et serveur IPv6

Un client ne supportant qu'IPv4 envoie une requête relative à une zone hébergée sur des serveurs DNS ne supportant qu'IPv6. Dans ce cas, le processus de résolution échoue du fait de l'impossibilité d'accéder aux serveurs DNS officiels de cette zone. La recommandation est de faire en sorte que toute zone soit servie par au moins un serveur DNS officiel qui supporte IPv4. Ceci remédie à ce problème.

Second scénario : client IPv6 et serveur IPv4

Un client ne supportant qu'IPv6 envoie une requête relative à une zone hébergée sur des serveurs DNS ne supportant qu'IPv4. Si le serveur récursif interrogé ne supporte pas non plus IPv4, le processus de résolution risque d'échouer du fait de l’impossibilité pour ce serveur DNS récursif de joindre, pour la zone concernée, des serveurs DNS officiels supportant IPv6. La recommandation est de configurer le serveur récursif en le faisant pointer vers un relais DNS fonctionnant en double pile IPv4/IPv6. Ceci remédie à ce problème.

Par exemple, pour une distribution BIND, il suffit d'ajouter l'option : forwarders {<liste des adresses des serveurs forwarders> ;} dans le fichier named.conf.options.

Taille limitée des messages DNS en UDP, extension EDNS.0

Les implémentations DNS s'appuient essentiellement sur deux standards de l'IETF : RFC 1034 et RFC 1035. De nombreux autres RFC complémentaires ont été publiés plus tard pour clarifier certains aspects pratiques ou pour apporter de nouvelles extensions répondant à de nouveaux besoins (enregistrements AAAA, SRV, extensions DNSSEC...).

Le DNS, en tant qu'application TCP/IP, doit supporter les deux modes de transport UDP et TCP (RFC 1035). Le port associé à l’application DNS est le même pour TCP et pour UDP : 53. Le protocole de transport UDP est généralement utilisé pour acheminer les requêtes/réponses DNS. Le protocole de transport TCP est généralement utilisé pour les transferts de zones entre serveur DNS primaire et secondaires.

Lorsque le DNS utilise le protocole de transport UDP, la taille des messages DNS est limitée à 512 octets. Certaines requêtes, trop grandes pour être acheminées par UDP, induisent un acheminement par TCP. Dans ce cas, le client reçoit, dans un premier temps, un message dont la section réponse (answer section) est vide et dont le bit TC (TrunCated) vaut 1. Ceci signifie implicitement que le client est invité à réinterroger le serveur en utilisant TCP. Notez que ce scénario justifie le fait que le port 53 en TCP ne doit pas être ouvert exclusivement pour des transferts de zones. Notez, par ailleurs, qu’un recours trop fréquent à TCP risque de consommer davantage de ressources, et par conséquent, de dégrader les performances du serveur DNS.

Certains nouveaux types d'enregistrements (AAAA) risquent d'augmenter significativement la taille des réponses DNS. Ceci risque donc d’accroître le nombre de recours à TCP pour satisfaire les requêtes/réponses DNS. Aujourd'hui, ces dépassements sont rares. La plupart des réponses DNS ont une taille qui ne dépasse guère 400 octets. En effet, les sections answer, authority et additional, qui constituent l’essentiel de la réponse DNS, ne contiennent qu'un nombre limité d'enregistrements lorsque cette réponse ne concerne pas directement une zone racine telle que .com, .net, .fr, .de.

Face à ce risque, l’IETF a proposé l'extension EDNS.0 du protocole DNS (RFC 6891). Elle permet qu’un client DNS informe le serveur interrogé qu’il supporte des réponses de taille supérieure à la limite des 512 octets (par exemple, 4096 octets). Ainsi, le support de l’extension du DNS, 'EDNS.0', est fortement recommandé en présence d'IPv6. Cette extension est déjà déployée dans les versions récentes des logiciels DNS. Notez également que le support d'EDNS.0 est aussi indispensable en présence des extensions de sécurité de DNS, DNSSEC.

Le faible taux de pénétration d'EDNS.0 dans les logiciels DNS, surtout les clients, est resté pendant plusieurs années un des principaux motifs du refus de l'IANA/ICANN de publier de nouvelles adresses (IPv4 ou IPv6) pour des serveurs "racine". Depuis le 4 février 2008, l'IANA publie l'adresse IPv6 (enregistrement AAAA) des serveurs "racine" supportant le transport IPv6 dans la zone "racine". La nouvelle version du fichier de démarrage (db.cache) de BIND 9 contient également ces adresses. Notez enfin que des informations sur les adresses IPv4 et IPv6 des serveurs de la racine ainsi que sur la répartition géographique de ces serveurs sont publiées sur le site web : [[1]].

Glue IPv6

La zone racine publie également les adresses des différents serveurs DNS de chacun des domaines racines (TLD : Top Level Domain). Ces adresses, appelées « glue » sont nécessaires au démarrage du processus de résolution des noms.

En effet, rappelons que les serveurs DNS "racine" ne répondent pas eux-mêmes aux requêtes des clients. Leur rôle est de faire le premier aiguillage (referal) vers des serveurs DNS "racine" (TLD) : les serveurs DNS qui gèrent les domaines "racine" (TLD). Les informations d'aiguillage incluent la liste des serveurs "racine" qui gèrent officiellement les informations de nommage d'une zone. Elles incluent également les adresses (glues) de ces serveurs. Sans ces adresses, la résolution ne peut se faire. Le client aurait le nom du serveur, mais pas son adresse et ne pourrait l’obtenir…

En attendant que les serveurs "racine" puissent recevoir des requêtes DNS et répondre en IPv6, les domaines "racine" TLD ont pendant des années milité pour l'introduction des « glues » IPv6 qui leurs sont associées dans la zone racine. L'IANA/ICANN a fini par se convaincre que la publication des adresses IPv6 des serveurs DNS "racine" supportant IPv6 pouvait se faire sans risque pour la stabilité du DNS. L'ICANN/IANA a démarré, en juillet 2004, la publication des adresses IPv6 des domaines "racine" TLD dans la zone racine. Les trois TLD .fr, .jp et .kr ont, les premiers, vu leur glue IPv6 publiée. Aujourd’hui (en 2015), 10 serveurs DNS "racine" fonctionnent en IPv6.

Publication des enregistrements AAAA dans le DNS

On choisit généralement de publier dans le DNS les enregistrements AAAA d’un équipement donné lorsque l'on souhaite que les applications communiquant avec cet équipement découvrent qu’il supporte le transport IPv6. Par exemple, un navigateur supportant IPv6, découvre ainsi, grâce au DNS, qu'il est possible d’accéder en IPv6 au site http://www.afnic.fr/. Il peut alors choisir de privilégier la connexion HTTP au serveur en IPv4 ou en IPv6. Or, avec l'intégration progressive d'IPv6, l'adresse IPv6 d’un équipement peut être publiée dans le DNS. Malgré tout, certaines applications s'exécutant sur cet équipement peuvent cependant ne pas supporter IPv6.

La situation suivante risque donc de se produire. L'équipement foo.tpt.example.com héberge plusieurs services : web, ftp, mail, DNS. Les serveurs Web et DNS s'exécutant sur foo.tpt.example.com supportent IPv6, mais pas les serveurs FTP et mail. Une adresse IPv6 est publiée dans le DNS pour foo.tpt.example.com. Un client FTP supportant IPv6 tente d’accéder au serveur de notre équipement : foo.tpt.example.com. Le client choisit l'adresse IPv6 associée àfoo.tpt.example.com comme adresse destination. Sa tentative d’accès au serveur FTP en IPv6 échoue. Selon les implémentations, les clients tentent ou non d’utiliser d'autres adresses IPv6, s'il y en a, et finissent ou non par tenter d’y accéder, en dernier recours, en IPv4.

Notez que, pour pallier ce problème, l’IETF recommande d'associer des noms DNS aux services et non aux équipements. Ainsi, pour notre exemple précédent, il serait judicieux de publier dans le DNS, d'une part, les noms www.tpt.example.com et ns.tpt.example.com associés à des adresses IPv6, et éventuellement, des adresses IPv4, et d'autre part, les noms ftp.tpt.example.com et mail.tpt.example.com associés uniquement à des adresses IPv4.

L'enregistrement AAAA pour foo.tpt.example.com ne serait alors publié que lorsque l'on aurait la certitude que toutes les applications s'exécutant sur cet équipement supportent IPv6. Par ailleurs, le DNS étant une ressource publique, il est fortement déconseillé (sauf si l'administrateur DNS sait très bien ce qu'il fait !) d'y publier des adresses IPv6 non accessibles depuis l'extérieur, soit à cause d'une portée trop faible (adresse locale au lien, par exemple), soit parce que toutes les communications provenant de l'extérieur du réseau et allant vers ces adresses sont filtrées. Notez que cette règle est déjà appliquée pour les adresses IPv4 privées (RFC 1918) et que certains logiciels DNS récents supportent aujourd'hui les vues DNS. On parle de two-face DNS, de split-view DNS ou encore de split DNS. Les vues permettent d’exécuter plusieurs serveurs virtuels sur une même machine. Elles permettent que la réponse à une requête DNS dépende de la localisation du client. Par exemple, un client du réseau interne voit les adresses privées des équipements alors que les clients externes ne voient eux que les adresses globales et accessibles depuis l'extérieur.

Pour aller plus loin : mises à jour dynamiques du DNS

Le système de noms de domaines a été initialement conçu pour interroger une base de données statique. Les données pouvaient changer, mais leur fréquence de modification devait rester faible. Toutes les mises à jour se faisaient en éditant les fichiers de zone maîtres (du serveur DNS primaire).

L’opération de mise à jour, UPDATE, permet l’ajout ou la suppression de RR ou d’ensembles de RR dans une zone spécifiée, lorsque certains prérequis sont satisfaits. Cette mise à jour est possible depuis un serveur DHCPv6, par exemple, ou depuis une machine IPv6 (autoconfiguration "sans état"). La mise à jour est atomique, c'est-à-dire qu'elle sera effectuée intégralement avant qu'une autre opération soit effectuée et tous les prérequis doivent au préalable être satisfaits pour que la mise à jour soit possible et qu'elle ait lieu. Aucune condition d’erreur relative aux données ne peut être définie après que les prérequis soient satisfaits. Les prérequis concernent un ensemble de RR ou un seul RR. Ceux-ci peuvent ou non exister. Ils sont spécifiés séparément des opérations de mise à jour.

La mise à jour s’effectue toujours sur le serveur DNS primaire de la zone concernée. Si un client s’adresse à un serveur DNS secondaire, ce dernier relaie la demande de mise à jour vers le serveur DNS primaire (update forwarding). Le serveur DNS primaire incrémente le numéro de version de l’enregistrement SOA de la zone concernée, soit après un certain nombre de mises à jour, par exemple 100, soit à l’expiration d’un certain délai, par exemple 5 minutes, en fonction de celle des deux conditions qui est satisfaite la première. Les serveurs DNS secondaires obtiennent une copie des fichiers de zone modifiés par le serveur DNS primaire par transfert de zone. Ceci leur permet de prendre en compte les modifications dynamiques effectuées au niveau du serveur.

Des serveurs tels que DHCP utilisent la mise à jour dynamique pour déclarer les correspondances "nom – adresse" et "adresse – nom" allouées automatiquement aux machines. La structure des messages DNS est modifiée pour les messages de mise à jour du DNS. Certains champs sont ajoutés, d’autres sont surchargés. Ils utilisent alors la procédure ns_update du résolveur. Ainsi, la commande nsupdate permet, sur un système Linux, les mises à jour dynamiques du DNS en ligne de commande. Pour des raisons évidentes, les mises à jour dynamiques du DNS utilisent des mécanismes de sécurité.

Conclusion

Le système de nommage est l'application client-serveur distribuée qui fonctionne à la plus grande échelle qui soit. C’est un système de base de données hiérarchique. Il utilise un arbre de nommage pour garantir l’unicité des noms de domaine. Il a été initialement conçu pour stocker des correspondances directes (nom – adresse) et les correspondances inverses (adresse – nom). Mais il peut, plus généralement, stocker tout type d’information ; en particulier, celles concernant les agents de transfert ou serveurs de courrier ou les serveurs de noms.

Ce système privilégie la récupération d’information sur la fraîcheur de l’information remise. Un serveur de nommage fournit une réponse, en fonction des données dont il dispose, sans attendre la fin d’un transfert éventuel de zone. Pour pallier le délai de mise à jour des données de zone du serveur DNS secondaire, un client DNS, un résolveur, peut demander à obtenir des informations du serveur DNS primaire de la zone. Ce serveur est forcément à jour.

Un nom absolu correspond au chemin qui, dans l’arbre de nommage relie une feuille à la racine de l’arbre de nommage. La racine sans nom de l’arbre de nommage est représentée par un « . ». Un domaine est un nœud de l’arbre de nommage.

Le client du système de nommage, le résolveur, est unique pour une machine donnée. Il est réalisé sous forme d’une bibliothèque de procédures. Il s’initialise à partir d’un fichier de configuration ou d’informations fournies par un serveur DHCP ou encore d’options spécifiques des annonces de routeur. Le fichier de configuration du résolveur s’appelle généralement resolv.conf.

Le service de nommage est le seul pour lequel l’utilisation de l’adresse IP d’au moins un serveur est obligatoire. L’utilisateur qui souhaite communiquer avec une machine distante fournit généralement le nom de cette machine. Les applications TCP/IP utilisent les procédures de la bibliothèque du résolveur pour obtenir l’adresse IP associée à ce nom. Une fois l’adresse obtenue, elles peuvent établir une session en mode "avec" ou "sans connexion" avec cette machine distante.

Le système de nommage associe une hiérarchie de serveurs de noms à l’arbre de nommage. A chaque nœud de l’arbre correspond un serveur de nommage. Chaque serveur dispose d’un pointeur vers chacun de ses fils et un pointeur vers son père. Chaque père connaît chacun de ses fils. Pour équilibrer la charge, le serveur racine est répliqué.

Les enregistrements de ressources de type A, pour IPv4 et AAAA, pour IPv6, gèrent respectivement les correspondances directes "nom – adresse" respectivement pour IPv4 et pour IPv6. Ils permettent que les utilisateurs manipulent les noms des machines et non leurs adresses. Dans le cas d’IPv6, cela évite que les utilisateurs aient à retenir des adresses IPv6 représentées en notation hexadécimale pointée.

La configuration d’un service de nommage en IPv6 suppose la configuration d’un serveur DNS primaire et d’au moins un serveur DNS secondaire. Ces deux serveurs sont des serveurs DNS officiels pour la zone concernée. Le serveur DNS primaire utilise des fichiers maîtres contenant les informations de nommage direct et indirect. Ces fichiers sont enregistrés dans une mémoire non volatile.

Le fichier de nommage direct, unique pour chaque zone, contient les correspondances "nom-adresse" IPv4 et IPv6 pour toutes les machines de la zone. Le nommage inverse contient un fichier par lien en IPv6 ou par sous-réseau en IPv4. Les serveurs DNS secondaires peuvent enregistrer, dans une mémoire non volatile, une copie locale des fichiers de zone. L’IETF le recommande fortement. Cette pratique, qui réplique la base de nommage, accélère le démarrage des serveurs DNS secondaires et augmente la robustesse du service en cas de panne catastrophique (ou non) du serveur DNS primaire.

Les outils de vérification de configuration named-checkconf et named-checkzone vérifient respectivement l’absence d’erreur dans le fichier de configuration de BIND9 et dans les fichiers de zone. L’analyse des fichiers journaux permet de vérifier l’absence d’erreur à l’exécution du service. Le fichier journal est généralement /var/log/syslog par défaut sur un système Linux. L’utilisateur vérifie le bon fonctionnement de la résolution directe et de la résolution inverse avec les outils dig et host. ces commandes utilisent par défaut les informations du fichier resolv.conf.

Pour éviter la fragmentation de l’espace de nommage due à la coexistence d’IPv4 et d’IPv6, les administrateurs de réseaux doivent configurer au moins un serveur dual ou un relais DNS dual dans chaque zone.

Les mises à jour dynamiques du système de nommage ont été introduites pour que des services comme DHCP puissent déclarer les correspondances directes et les correspondances inverses des machines auxquelles ils attribuent noms et adresses. Elles utilisent des mécanismes de sécurité pour interdire les modifications non autorisées du service DNS. Les mises à jour atomiques ne sont effectuées que lorsque tous les prérequis d’une mise à jour sont satisfaits. Sinon, elles ne le sont pas.

Références bibliographiques

↑ Zitrax Livre sur les principes du DNS et les éléments de configuration de bind
↑ Evans R. (2015). Medium On DNS and IPv6

Pour aller plus loin

RFC et leur analyse par S. Bortzmeyer :

RFC 608 Host Names On-line
RFC 1034 Domain Names - Concepts And Facilities Analyse
RFC 1035 Domain Names - Implementation And Specification Analyse
RFC 1546 Host Anycasting Service
RFC 1912 Common DNS Operational and Configuration Errors
RFC 1918 Address Allocation for Private Internets Analyse
RFC 3315 Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) Analyse
RFC 3596 DNS Extensions to Support IP Version 6
RFC 3646 DNS Configuration options for Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) Analyse
RFC 3736 Stateless Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Service for IPv6
RFC 3901 DNS IPv6 Transport Operational Guidelines
RFC 4291 IP Version 6 Addressing Architecture Analyse
RFC 4339 IPv6 Host Configuration of DNS Server Information Approaches
RFC 4472 Operational Considerations and Issues with IPv6 DNS Analyse
RFC 4861 Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6) Analyse
RFC 4862 IPv6 Stateless Address Autoconfiguration Analyse
RFC 6106 IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration Analyse
RFC 6891 Extension Mechanisms for DNS (EDNS(0)) Analyse

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