M3102/cm3-dns.md

CM3 DNS - Notes de cours

Objectif

• Annuaire nom d'hôte -> IP (et plus largement identifiant -> ressource)
• Par exemple : www.univ-ubs.fr -> 51.77.203.125
• Une immense base de données distribuée, mise à jour en (presque) continu, multi-parties, robuste, venue des années 1980s...
• Un élément d'une conception incroyablement visionnaire et pérenne, pierre angulaire qui a donc traversé les époques d'internet

La structure

La structure est arborescente :

• Une racine universelle '.'
• Des nœuds intermédiaires :
  • Des TLD géographiques ('.fr', '.ch', ...)
  • Des TLD non-géographiques ('.com', '.net', ...)
  • Des non-terminaux sous ces TLD ('.eu.org', '.gouv.fr', ...)
  • Des domaines terminaux ('univ-ubs.fr', 'signal.eu.org', 'enseignementsup-recherche.gouv.fr')
• Des noms d'hôtes (ou autres identifiants finaux) : 'www.univ-ubs.fr', 'smtp.enseignementsup-recherche.gouv.fr'
• (la structure est en fait souple, un nœud intermédiaire peut contenir à la fois des identifiants finaux et des sous-domaines)

Les acteurs

• ICANN (gestion des TLD - domaines de premier niveau)
• Registries (AFNIC pour .fr de France, filiale de Verisign pour .tv des îles Tuvalu)
• Registrars (Gandi, OVH, ...)
• Propriétaires de domaines

Éléments techniques

Protocole

• Historiquement UDP, écoute sur le port 53. Progressivement TCP également.
• Protocole binaire (et non texte comme HTTP, pas de netcat !)
• Des outils de dialogue : dig, drill, nslookup

Quelques types d'enregistrements

Type	Contenu	Exemple
A	Enregistrement IPv4	1.2.3.4
AAAA	Enregistrement IPv6	2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:8001
CNAME	Alias vers un autre nom	www.acme.org
MX	Serveur mail d'entrée (smtp)	smtp.acme.org
SRV	Généralisation du MX à d'autres services	_sip._tcp.acme.org
NS	Serveur de nom	ns.acme.org

Exemple de zone DNS

$TTL	86400
$ORIGIN target.milxc.
@  1D  IN  SOA ns.target.milxc. hostmaster.target.milxc. (
			      2002022401 ; serial
			      3H ; refresh
			      15 ; retry
			      1w ; expire
			      3h ; nxdomain ttl
			     )
      IN  NS     ns.target.milxc.
      IN  MX  10 smtp.target.milxc.
ns    IN  A      100.80.1.2
ns    IN  AAAA   2001:db8:80::1:2
dmz   IN  A      100.80.1.2
dmz   IN  AAAA   2001:db8:80::1:2
smtp  IN  CNAME  dmz
imap  IN  CNAME  dmz
www   IN  CNAME  dmz

DNSSEC

• Protocole en clair -> espionnage et altération des réponses
• DNSSEC contre l'altération des réponses :
  • Chaque domaine génère une paire de clés asymétriques
  • Chaque enregistrement de la zone est signé (avec la clé privée, donc)
  • La clé publique est enregistrée dans la zone supérieure (et donc signée par la clé privée supérieure)
  • Le client peut donc valider la signature à réception

L'architecture

Serveurs faisant autorité (authoritative servers)

• Les serveurs racine qui servent . :
  • 13 entrées IPv4 + IPv6 (a.root-servers.net à m.root-servers.net)
  • Pour chaque serveur racine, en réalité de nombreux serveurs répartis géographiquement (IP anycast)
  • Chacune des 13 entrées opérée par une organisation distincte (Verisign (US), ICANN (US), RIPE NCC (NL), WIDE (JP), ...)
  • Maintenus synchronisés mais gérés distinctement (résilience organisationnelle et logicielle)
  • Servent la zone racine qui décrit où trouver '.com', '.net', '.fr', etc.
• Les serveurs à chaque sous-niveau :
  • Similaire de servir '.org' et '.eu.org', c'est toujours un enregistrement dans le niveau au-dessus
  • Répondent où trouver dans la zone qui les concerne (ses sous-domaines et ses hôtes)
• Sont interrogés par les résolveurs et non les clients finaux
• Exemples : Bind, NSD, PowerDNS, Knot

Résolveurs - Serveurs de résolution

• Sont interrogés par les clients finaux (les OS lors des requêtes par curl, ping, Firefox, ...)
• Interrogent récursivement les serveurs d'autorité
• Exemple : Quelle IPv4 pour www.univ-ubs.fr ?
  1. Demande à a.root-servers.org : Qui gère .fr ? -> e.ext.nic.fr / 193.176.144.22
  2. Demande à 193.176.144.22 : Qui gère univ-ubs.fr ? -> honehe.univ-ubs.fr. / 193.52.48.66
  3. Demande à 193.52.48.66 : Qui est www.univ-ubs.fr ? -> 51.77.203.125
• Connaissent donc préalablement les 13 IP des serveurs racine (et la clé publique de la racine pour DNSSEC)
• Fournis par le FAI pour des raisons historiques mais peut être fait localement
• Exemples : Bind, Unbound, Dnsmasq

La robustesse (résistance + passage à l'échelle)

• Grâce à l'architecture par la redondance des serveurs d'autorité
• Grâce au protocole par le mécanisme de cache

Illustration : TCP/IP Guide

Les usages autour

Filtrage

• Point de passage quasi-obligé, historiquement en clair et classiquement centralisé chez les FAI
• Au niveau État pour la censure (application de blocage administratif de l'orient à l'occident)
• Au niveau organisation pour limiter l'accès internet des employés
• Attention, ce n'est pas une mesure de sécurité car facile à contourner...

Open resolvers

• Résolveurs classiques : chez le FAI, dans le SI, chez soi
• Pour contourner la censure passive, des open resolvers :
  • Chez Google, Cloudflare, Cisco (à quel prix ?)
  • Chez FDN

DoT / DoH

• Résolveurs ouverts ont encore le problème de l'espionnage des communications entre le client et le résolveur
• DNS-over-TLS et DNS-over-HTTPS pour chiffrer la communication client <-> résolveur
• Mêmes acteurs que précédemment

Ce qu'on va faire en TD

• TD5 DNS

Bonus

https://jvns.ca/blog/2022/05/10/pages-that-didn-t-make-it-into--how-dns-works-/ https://jvns.ca/blog/2022/02/01/a-dns-resolver-in-80-lines-of-go/