Lekce 1 - Služby DNS a DHCP
Vítejte v první lekci kurzu o základní správě serverů a síťových služeb. Tento kurz nás seznámí se základními technologiemi, které se používají v organizacích pro správu sítí, počítačů a softwaru. Budeme se věnovat DNS, Active Directory, virtuálním strojům, zálohám, sledování síťového provozu, Microsoft 365 a cloudovým službám Azure/AWS. Na konci kurzu pochopíme, jak funguje moderní podniková infrastruktura a budeme v ní schopni provádět základní úpravy.
V dnešní lekci začneme ze široka představením systémů DNS a DHCP - základních stavebních kamenů internetu.
Minimální požadavky
Kurz předpokládá základní znalost spravování operačního systému Windows. To znamená, že byste měli být schopní používat alespoň příkazovou řádku a mít povědomí o tom, jak funguje systém uživatelů a oprávnění ve Windows. Případně prosím prvně absolvujte kurz Základy Windows.
DNS (Domain Name System)
DNS, neboli systém doménových názvů, funguje jako "telefonní seznam internetu". Když do prohlížeče napíšeme adresu www.google.com, počítač ve skutečnosti vůbec neví, kam se má připojit. Internet totiž nepracuje s názvy, ale s IP adresami.
IP adresa je číselný kód, například
142.250.184.206, který slouží jako "adresa" zařízení
připojeného k internetu nebo k místní síti. V našem příkladu
jde o adresu některého ze serverů (počítačů) firmy Google.
Pamatovat si taková čísla by bylo šílené. Proto existuje DNS, který převádí srozumitelná doménová jména na IP adresy.
Princip DNS
Napíšeme tedy do adresního řádku prohlížeče adresu webu, např. již zmíněný web Google na adrese www.google.com. Náš počítač se nejdříve zeptá DNS serveru:
Jaká IP adresa patří k www.google.com ?
DNS server odpoví:
Připoj se k
142.250.184.206.
A počítač se k ní připojí. Jsme na Googlu.
Tento proces trvá jen zlomek sekundy, ale bez něj by žádný web nefungoval. DNS funguje na pozadí a většina lidí o něm ani neví. Dělá internet použitelný pro lidi, ne jen pro stroje. Adresu DNS serveru získá náš počítač obvykle automaticky po připojení k internetu.
Vlastnosti DNS
DNS není jeden počítač, ale opět hierarchický systém propojených
serverů. Služba je takto rozdělená, aby ustála výpadky a dokázala
obsloužit velké množství lidí. Na jejím vrcholu jsou kořenové
servery, které nás pošlou na další DNS server podle domény
nejvyšší úrovně (zda zadáváme .com, .cz,
.org a další). A pod nimi jsou další úrovně (např. Google).
Každá úroveň má své servery, které vědí, kam směrovat dotazy dál.
Díky tomu je systém rychlý, spolehlivý a snadno rozšiřitelný.
DNS také obsahuje různé typy záznamů. Například:
- A záznam – Překládá doménové jméno na IPv4 adresu,
např.
www.google.comna142.250.184.206. - AAAA záznam – To samé, ale pro IPv6 adresy, např.
přeloží
www.google.comna2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946. IPv6 jsou nové, delší IP adresy, které nahrazují nedostatek starších IPv4 adres. - MX záznam – Určuje, kam se mají doručovat e-maily pro
danou doménu, např.:
www.google.comnamail.google.com. - CNAME záznam – Alias, který umožní používat i jinou
doménu. Nejčastěji je zde alias domény bez
www., aby doména fungovala i samotná, např.:www.google.comnagoogle.com.
Občas se stane, že některá část DNS sítě přestane fungovat. Výpadek může způsobit např. špatná konfigurace nebo poškození podmořského kabelu. Neznamená to, že internet "spadl", ale že počítače neví, jak najít cestu. Určitě jste již zažili, že se několik hodin nedalo připojit na některé weby. To byl výpadek DNS.
Příklad - Zjištění IP adresy z DNS serveru
V následujících příkladech si ukážeme postupy pro systémy Windows a Linux. Mezi postupy můžete přepínat pomocí záložek.
-
Otevřeme si příkazový řádek Windows (např. vyhledáním příkazu
cmdv nabídce Start). Do příkazového řádku zadejme:Windows PowerShell C:\Users\David> nslookup www.seznam.czTím se zeptáme, jaká je IP adresa pro přístup na web www.seznam.cz. Výsledek by měl být následující:
Windows PowerShell Server: náš.dns.server Address: 192.168.0.1 Non-authoritative answer: Name: www.seznam.cz Addresses: 2a02:598:a::79:222 2a02:598:2::1222 77.75.77.222 77.75.79.222
Pokud by vám příkaz nefungoval, pravděpodobně je špatně nastavený výchozí DNS server a můžete jej zadat ručně. Jeden takový veřejný DNS server Google běží na adrese
8.8.8.8:Windows PowerShell C:\Users\David> nslookup www.seznam.cz 8.8.8.8
Výsledek:
Windows PowerShell Server: dns.google Address: 8.8.8.8 Non-authoritative answer: Name: www.seznam.cz Addresses: 2a02:598:2::1222 2a02:598:a::79:222 77.75.77.222 77.75.79.222
-
Otevřeme si terminál (např. klávesovou zkratkou Ctrl + Alt + T). Do terminálu zadejme:
nslookup www.seznam.cz
Tím se zeptáme, jaká je IP adresa pro přístup na web www.seznam.cz. Výsledek by měl být následující (váš DNS server bude jiný):
Server: 127.0.0.53 Address: 127.0.0.53#53 Non-authoritative answer: Name: www.seznam.cz Addresses: 77.75.79.222 Name: www.seznam.cz Addresses: 77.75.77.222 Name: www.seznam.cz Addresses: 2a02:598:a::79:222 Name: www.seznam.cz Addresses: 2a02:598:2::1222
Co výsledek v konzoli znamená?
- Server – Zde je uvedený DNS server, kterého se ptáme.
- Address – IP adresa tohoto DNS serveru.
- Non-authoritative answer – Odpověď není z autoritativního DNS serveru pro doménu seznam.cz (to znamená, že DNS server alespoň z části použil záznamy uložené v mezipaměti cache).
- Name - Doména, kterou jsme zadali.
- Addresses – IP adresy, na které tato doména ukazuje
(např.
77.75.77.222).
Když si danou adresu 77.75.77.222 vložíme do
adresního řádku prohlížeče (je možné, že se časem změní, použijte
tu adresu, kterou vám vrátí příkaz), opravdu se nám otevře web www.seznam.cz, aniž bychom napsali jeho
název.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
Další páteřní službou internetu, týkající se IP adres, je DHCP. Možná jste si říkali, kde všechna zařízení v síti vzala své adresy? Představme si, že jsme se připojili k Wi-Fi - ať už doma, ve škole nebo v kavárně. Náš notebook nebo telefon potřebuje IP adresu, aby mohl komunikovat s ostatními zařízeními. A právě DHCP se stará o to, aby ji dostal automaticky, bez nutnosti něco ručně nastavovat.
DHCP, dynamický protokol konfigurace hostitele, je služba, která v počítačové síti automaticky přiděluje zařízením IP adresy a další síťové údaje. Bez DHCP by správce sítě musel každému zařízení přiřazovat IP adresu ručně, což by bylo velmi zdlouhavé a náchylné k chybám. DHCP to dělá automaticky – rychle a bez problémů:
DHCP handshake
Když se zařízení připojí, proběhne tzv. DHCP handshake ("podání ruky"). To je série následujících čtyř kroků:
- DHCP Discover (nalezení) – Zařízení pošle do sítě zprávu, že hledá DHCP server.
- DHCP Offer (nabídka) - Server odpoví nabídkou IP adresy.
- DHCP Request (požadavek) - Zařízení požádá o konkrétní nabízenou adresu.
- DHCP Acknowledge (potvrzení) - Server potvrdí přidělení a předá další údaje (např. masku sítě, bránu, DNS server).
Takto zařízení během vteřiny získá vše potřebné a může hned fungovat v síti. DHCP také sleduje, kdy adresa "vyprší" (tzv. lease time). Pokud se zařízení odpojí, může server adresu po čase znovu přidělit jinému zařízení – čímž se šetří adresy.
DHCP může poskytovat i další informace, nejen IP adresu. Například adresu DNS serveru, výchozí bránu (gateway) nebo i název domény. Díky tomu se sítě nastavují samy – uživatel jednoduše zapne zařízení a vše funguje.
Příklady
Vyzkoušejme si několik příkladů.
-
Zjištění adres
Do příkazového řádku zadejme příkaz:
Windows PowerShell C:\Users\David> ipconfigVýpis ipconfig ukazuje, jaké sítě a adresy počítač používá:
Windows PowerShell Windows IP Configuration Ethernet adapter Ethernet: Connection-specific DNS Suffix . : Link-local IPv6 Address . . . . . : fe80::99aa:bbcc:ddee:ffff%19 IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 10.0.0.201 Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 Default Gateway . . . . . . . . . : 10.0.0.254
Vidíme zde:
- IPv4 Address - Lokální adresa našeho zařízení v síti.
- Subnet Mask - Maska sítě říká, která část IP adresy
patří síti a která počítači. Maska
255.255.255.0je běžná domácí síť. V tomto případě je pro počítače vyhrazena jen poslední část, takže počet počítačů v síti je omezený:255znamená, že daná část adresy mezi tečkami identifikuje síť,0znamená, že identifikuje počítač v této síti.
- Default Gateway - Adresa routeru (síťového prvku), který nás pouští na internet.
Pro ještě detailnější výpis můžeme zadat přepínač
/all:Windows PowerShell C:\Users\David> ipconfig /allUvolnění přidělené IP adresy
Následující příkazy mohou počítač na chvíli odpojit od internetu. Pokud by byl pro vás výpadek problém, nespouštějte je.
Ve Windows do příkazového řádku zadáme:
Windows PowerShell C:\Users\David> ipconfig /releaseTím požádáme o uvolnění naší IP adresy. Počítač tedy chvíli nebude mít adresu. Můžete si vyzkoušet, zda vám funguje internet.
K uvolnění dojde pouze v případě IPv4 adresy. U IPv6 nelze použít jednoduché
/releasejako u IPv4, protože IPv6 si většinu adres nevypůjčuje od routeru, ale generuje si je sama podle pravidel (SLAAC). Část adresy je z routeru, ale část si vytváří počítač podle hardwaru a času.Přidělení nové IP adresy
Nyní požádáme DHCP server o přidělení nové IP adresy:
Windows PowerShell C:\Users\David> ipconfig /renewZískáme novou adresu, která může být stejná jako předtím nebo jiná. Na svou novou adresu se můžete opět podívat příkazem
ipconfiga porovnat ji s tou předchozí. Pokud internet vypadl, měl by již zase fungovat. -
Zjištění adres
Do terminálu zadejme příkaz:
$ hostname -I
Výpis ukáže naši IP adresu:
10.0.2.15
Pro zjištění výchozí brány (gateway) zadáme:
ip route
Výstup bude např.:
default via 10.0.2.2 dev enp0s3
Zjistili jsme:
- IPv4 Address - Lokální adresa našeho zařízení v síti
(např.
10.0.2.15). - Default Gateway - Adresa routeru (např.
10.0.2.2), který nás pouští na internet.
Pokud chceme zobrazit i masku sítě, použijeme:
ip -4 addr
Zajímat nás bude tato část výpisu:
inet 10.0.2.15/24
Hodnota
/24odpovídá masce255.255.255.0(běžná domácí síť). Linux masku zapisuje jako binární číslo,24zde znamená, že prvních 24 bitů (jedniček) z adresy zabírá síť. Každá část adresy má 8 bitů, tedy první tři části (24 / 8 = 3) jsou jedničky11111111.11111111.11111111.00000000, což je to samé číslo jako255.255.255.0. Poslední část adresy identifikuje počítače.Uvolnění a přidělení nové IP adresy
Linux nemá přímý ekvivalent příkazů
/releasea/renewz Windows, ale stejného efektu dosáhneme vypnutím síťového připojení příkazem:nmcli device disconnect nazev_zarizeni
A jeho opětovným zapnutím příkazem:
nmcli device connect nazev_zarizeni
Za
nazev_zarizenisi doplňte hodnotu, kterou uvidíte ve sloupciDEVICEu připojeného zařízení po zadání příkazu:nmcli device status
Například
enp0s3,eth0nebowlp2s0. - IPv4 Address - Lokální adresa našeho zařízení v síti
(např.
V příští lekci, Základy virtuálních strojů a kontejnerů, si představíme svět virtuálních strojů a kontejnerů s praktickými příklady a srovnáním jejich použití.
