CPU چگونه کار می‌ کند؟ — به زبان ساده

درک کارکرد اغلب قطعات رایانه مانند RAM، دیسک ذخیره‌سازی، وسایل جانبی و همچنین نرم‌افزارهایی که در مجموع به کارکرد صحیح رایانه کمک می‌کنند، کار ساده‌ای است. اما قلب هر سیستم رایانه‌ای CPU است که حتی از نظر بسیاری از کارشناسان رایانه نیز به عنوان قطعه‌ای جادویی نگریسته می‌شود. در این نوشته تلاش می‌کنیم کارکرد این جزء رایانه را توصیف کنیم.

نکته‌ای که پیش از آغاز این مقاله باید در خاطر داشته باشیم این است که اغلب CPU های مدرن از نظر اندازه بزرگی، بسیار پیچیده‌تر از مواردی هستند که در این نوشته بررسی خواهیم کرد. در واقع درک همه بخش‌های یک تراشه با بیش از یک میلیارد ترانزیستور برای هر فردی ناممکن است. با این وجود، مفاهیم مقدماتی در مورد هماهنگی همه بخش‌های یک CPU در مورد همه CPU ها یکسان است و درک این مقدمات باعث می‌شود که درک بهتری از CPU های مدرن نیز به دست بیاورید.

آغاز از موارد کوچک

کارکرد رایانه‌ها به روش دودویی یا باینری است. رایانه‌ها فقط دو حالت را درک می‌کنند، روشن و خاموش. آن‌ها برای اجرای محاسبات به زبان باینری از قطعه‌ای به نام ترانزیستور استفاده می‌کنند. ترانزیستور تنها در صورتی اجازه عبور جریان منبع از خود را می‌دهد که روی گیت آن جریانی اعمال شده باشد. این وضعیت اساس یک سوئیچ باینری را تشکیل می‌دهد که بسته به سیگنال ورودی ثانویه، اتصال را قطع می‌کند.

رایانه‌های مدرن از میلیاردها ترانزیستور برای اجرای محاسبات خود استفاده می‌کنند؛ اما در پایین‌ترین سطح شما تنها به تعداد معدودی از ترانزیستورها برای تشکیل ابتدایی‌ترین اجزا که گیت (gate) نامیده می‌شوند نیاز دارید.

گیت‌های منطقی

با گرد هم آوردن صحیح چند ترانزیستور می‌توان یک گیت منطقی ساخت. گیت‌های منطقی دو ورودی باینری می‌گیرند و با اجرای یک عملیات روی آن‌ها، مقدار خروجی را بازگشت می‌دهند. برای مثال، گیت OR در صورتی مقدار True بازمی‌گرداند که یکی از ورودهایش true باشد. گیت AND بررسی می‌کند که آیا هر دو ورودی true هستند یا نه و XOR نیز زمانی مقدار true بازمی‌گرداند که یکی از ورودی‌هایش true باشند. نسخه‌های N این گیت‌های منطقی (یعنی NOR، NAND و XNOR)، نمونه‌های معکوس این گیت‌های مقدماتی هستند.

محاسبات ریاضی با استفاده از گیت‌ها

صرفاً به کمک دو گیت می‌توان یک عمل جمع ابتدایی را اجرا کرد. نمودار فوق یک نیم‌جمع‌کننده (half adder را نمایش می‌دهد). گیت XOR در این مدار زمانی روشن می‌شود که صرفاً یکی از ورودی‌هایش true شده باشد و نه هر دو آن‌ها. گیت AND زمانی روشن می‌شود که هر دو ورودی روشن باشند؛ اما زمانی که ورودی نباشد خاموش می‌ماند. بنابراین اگر هر دو روشن باشند، XOR خاموش می‌ماند و گیت AND روشن می‌شود و پاسخ صحیح که 2 است به دست می‌آید:

بدین ترتیب با این تنظیمات ساده به سه خروجی متمایز 0، 1 و 2 دست می‌یابیم. اما با یک بیت هیچ چیزی بزرگ‌تر از 1 را نمی‌توانیم ذخیره کنیم و این ماشین با توجه به این که صرفاً یکی از ساده‌ترین مسائل ریاضی را حل می‌کند، فایده چندانی نخواهد داشت. اما دقت کنید که این مدار صرفاً یک نیم‌جمع‌کننده است و اگر دو مورد از آن‌ها را با استفاده از یک ورودی دیگر به هم متصل کنید، می‌توانید یک تمام‌جمع‌کننده (Full Adder) به دست آورید:

مدار تمام‌جمع‌کننده سه ورودی دارد که دو مورد از آن‌ها اعدادی هستند که باید جمع شوند و یک مورد نیز ورودی نَقلی (carry in) است. این جزء نقلی زمانی که خروجی از حد قابل قبول برای ذخیره در یک بیت منفرد تجاوز می‌کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. آدرس کامل در یک زنجیره ذخیره می‌شود و عنصر نقلی از یک جمع‌کننده به جمع‌کننده دیگر ارسال می‌شود. در نهایت رقم نقلی به نتیجه گیت XOR در نیم‌جمع‌کننده اول اضافه می‌شود و یک گیت OR دیگر نیز برای مدیریت هر دو حالت در موارد نیاز وجود دارد.

زمانی که هردو ورودی روشن باشند، رقم نقلی روشن می‌شود و آن را به تمام‌جمع‌کننده بعدی در زنجیره اضافه می‌کند.

و بدین ترتیب عمل جمع انجام می‌یابد. بهره‌گیری از بیت‌های بیشتر صرفاً به معنی افزودن ایجاد آدرس‌های کامل جدید در زنجیره‌ای طولانی‌تر است.

اجرای موارد دیگری از عملیات ریاضی نیز با استفاده از جمع امکان‌پذیر است. ضرب در واقع همان تکرار عمل جمع است، تفریق از طریق نوعی معکوس‌سازی بیت میسر است و تقسیم صرفاً تکرار عمل تفریق است. با این که اغلب رایانه‌های مدرن، راه‌حل‌های مبتنی بر سخت‌افزاری برای اجرای موارد پیچیده‌تر عملیات ریاضی دارند؛ اما شما می‌توانید از نظر فنی همه آن‌ها را با استفاده از تمام‌جمع‌کننده نیز انجام دهید.

باس (Bus) و حافظه

اینک رایانه ما چیزی به جز یک ماشین حساب بد نیست! دلیل این مسئله آن است که این ماشین حساب نمی‌تواند هیچ چیز را به خاطر بیاورد و با خروجی خود نیز هیچ کاری انجام نمی‌دهد. در تصویر فوق یک سلول حافظه را مشاهده می‌کنید که همه این کارها را می‌تواند انجام دهد. البته در پسِ این شِماتیک تعداد زیادی گیت‌های NAND قرار دارند و در عمل نیز بسته به تکنیک ذخیره‌سازی ممکن است کاملاً متفاوت باشد؛ ولی در هر حال کارکرد آن به همین شکل است. شما به این سلول یک ورودی می‌دهید، بیت نوشتن (write) را روشن می‌کنید و این سلول، ورودی را درون خود ذخیره می‌کند. البته ما همواره به عمل خواندن یک سلول حافظه هم نیاز داریم. این کار از طریق یک فعالساز (enabler) که مجموعه‌ای از گیت‌های AND برای هر بیت از اطلاعات است میسر می‌شود. این enabler به ورودی دیگری که بیت خواندن (read) است مرتبط است. بیت‌های خواندن و نوشتن غالباً به صورت set و enable نیز خوانده می‌شوند.

کل این بسته به صورت مجموعه‌ای به نام ثبّات (register) نامیده می‌شود. این ثبات‌ها به باس (گذرگاه) وصل می‌شوند که مجموعه‌ای از سیم‌ها است که در کل سیستم می‌چرخند و به همه اجزا اتصال یافته‌اند. در همه رایانه‌های مدرن باس وجود دارد، و برای بهبود عملکرد چندوظیفگی از باس های چندگانه نیز کمک گرفته می‌شود.

هر ثبات نیز یک بیت خواندن و نوشتن دارد؛ اما در این تنظیمات، ورودی و خروجی چیز یکسانی هستند. این وضعیت در عمل خوب است. برای مثال اگر بخواهیم محتوای R1 را به R2 کپی کنیم، باید بیت خواندن را برای R1 روشن کنیم که باعث می‌شود محتوای R1 به باس انتقال یابد. در حالی که بیت خواندن روشن است، باید بیت نوشتن R2 را روشن کنید تا محتوای باس به R2 کپی شود.

ثبات‌ها برای ساخت RAM نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. رم غالباً به شکل شبکه‌ای طراحی می‌شود که سیم‌های آن در دو جهت کشیده شده‌اند:

دیکودرها یک ورودی باینری را می‌گیرند و شماره سیم مربوطه را روشن می‌کنند. برای مثال، 11 همان عدد 3 به زبان باینری است و بالاترین عدد 2 بیتی محسوب می‌شود، از این رو دیکودر باید بالاترین سیم را روشن کند. در هر تقاطع ثبات‌هایی وجود دارند. همه این‌ها به باس مرکزی و همچنین به یک ورودی خواندن و نوشتن مرکزی متصل هستند. هر دو ورودی خواندن و نوشتن تنها زمانی روشن می‌شوند که دو سیم که از روی ثبات می‌کنند نیز روشن باشند و بدین ترتیب امکان انتخاب ثبات‌هایی که قرار است خوانده و نوشته شوند ممکن می‌شود. در این مورد نیز باید اشاره کنیم که RAM های مدرن بسیار پیچیده‌تر هستند؛ اما همچنان از این تنظیمات استفاده می‌کنند.

ساعت، stepper و دیکودر

ثبات‌ها در همه جا استفاده می‌شوند و ابزاری مقدماتی برای جابجایی داده‌ها و ذخیره‌سازی اطلاعات در CPU محسوب می‌شوند. اما این کار چگونه صورت می‌پذیرد؟

ساعت (Clock) نخستین جزئی در هسته CPU است که در بازه‌های معین که برحسب هرتز یا چرخه بر ثانیه اندازه‌گیری شده است، روشن و خاموش می‌شود. این همان سرعتی است که هنگام تبلیغ CPU ها مشاهده می‌کنید. یک CPU 5 گیگاهرتز می‌تواند 5 میلیارد چرخه را در هر ثانیه اجرا کند. سرعت ساعت در اغلب موارد معیار خوبی برای محاسبه میزان سریع بودن CPU محسوب می‌شود.

ساعت سه جزء متفاوت دارد، ساعت پایه، ساعت فعال‌سازی و ساعت set. ساعت پایه در نیمی از چرخه روشن می‌شود و در نیمه دیگر خاموش می‌شود. ساعت فعال‌سازی برای روشن کردن ثبات‌ها استفاده می‌شود و باید مدت بیشتری روشن بماند تا مطمئن شویم که داده‌ها فعال شده‌اند. ساعت set همواره باید همزمان با ساعت enable روشن باشد، چون در غیر این صورت داده‌ها ممکن است به اشتباه نوشته شوند.

ساعت به stepper متصل است که از یک تا بیشترین گام را می‌شمارد و زمانی که چنین کرد، خود را ریست می‌کند. ساعت همچنین به گیت‌های AND هر ثباتی که CPU می‌تواند بنویسد متصل است:

این گیت‌های AND به خروجی جزء دیگر یعنی دیکودر دستورالعمل نیز اتصال دارند. دیکودر دستورالعمل، یک دستورالعمل مانند «مقدار R2 را برابر با R1 تنظیم کن» دریافت می‌کند و آن را به چیزی دیکود می‌کند که CPU بتواند آن را درک کند. این دیکودر یک ثبات درونی دارد که «ثبات دستورالعمل» (Instruction Register) نام دارد و همان جایی است که عملیات جاری در آن ذخیره می‌شود. طرز کار دقیق این دیکودر به سیستمی که در حال اجرا در می‌آید وابسته است؛ اما زمانی که دستورالعمل را کدگشایی کرد، set صحیح را روشن می‌کند و بیت‌ها را برای ثبات‌های صحیح فعال می‌سازد که بر مبنای ساعت تنظیم می‌شوند.

دستورالعمل‌های برنامه در RAM (یا در سیستم‌های مدرن در کش L1 که به CPU نزدیک‌تر است) نگهداری می‌شوند. از آنجا که برنامه در ثبات‌هایی ذخیره شده است، مانند هر متغیر دیگری می‌توان آن را دستکاری کرد و به بخش‌های مختلف برنامه jump کرد. برنامه‌ها به همین ترتیب دستورالعمل‌های خود را با حلقه‌ها و دستورهای if دریافت می‌کنند. دستورالعمل jump مکان کنونی RAM که دیکودر دستورالعمل، مشغول خواندن است را به مکان دیگری تغییر می‌دهد.

همه این‌ها چطور با هم کار می‌کنند؟

اینک تصویر بسیار ساده‌ای که از فرایند کاری CPU ارائه کردیم به پایان رسیده است. باس اصلی کل سیستم را شامل می‌شود و به همه ثبات‌ها اتصال می‌یابد. تمام جمع کننده‌ها همراه با دسته‌ای از عملیات دیگر در یک واحد منطقی محاسبات (ALU) تجمیع می‌شوند. این ALU اتصال‌هایی به باس دارد و ثبات‌هایی نیز دارد که عدد دومی که عملیات روی آن صورت می‌گیرد را ذخیره می‌کنند.

برای اجرای یک محاسبه، داده‌های برنامه از RAM سیستم وارد بخش کنترل می‌شوند. بخش کنترل دو عدد را از RAM می‌خواند، عدد نخست را در ثبات دستورالعمل ALU ذخیره می‌کند و سپس عدد دوم را در باس ذخیره می‌سازد. به طور همزمان یک کد دستورالعمل به ALU که وظیفه آن را تعیین می‌کند. در این هنگام ALU همه محاسبات را انجام داده و نتیجه را در ثبات دیگری که CPU می‌تواند آن را خوانده و ادامه پردازش را پیگیری کند، ذخیره می‌کند.

منبع: فرادرس

پیکربندی BIND به عنوان سرور DNS خصوصی روی اوبونتو — راهنمای جامع

بخش مهمی از بحث مدیریت پیکربندی سرور شامل تأمین روشی آسان برای بررسی رابط‌های شبکه و آدرس‌های IP بر اساس نام از طریق راه‌اندازی یک «سیستم نام دامنه» (DNS) مناسب است. استفاده از نام‌های دامنه جامع‌الشرایط (FQDN) به جای آدرس‌های IP برای اشاره به آدرس‌های داخل شبکه باعث می‌شود که پیکربندی سرویس‌ها و اپلیکیشن‌ها آسان‌تر شده و قابلیت نگهداری فایل‌های پیکربندی افزایش یابد. راه‌اندازی DNS شخصی برای شبکه خصوصی روشی عالی برای بهبود مدیریت سرورها محسوب می‌شود.

در این راهنما به بررسی شیوه راه‌اندازی سرور DNS داخلی با استفاده از نرم‌افزار سرور نام (BIND (BIND9 روی اوبونتو 18.04 می‌پردازیم. این سرور نام می‌تواند از سوی سرورهای کلاینت شما برای resolve کردن نام‌های میزبانی و آدرس‌های IP خصوصی مورد استفاده قرار گیرد. بدین ترتیب روشی متمرکز برای مدیریت نام‌های میزبانی داخلی و آدرس‌های IP خصوصی فراهم می‌شود که هنگام نیاز به گسترش محیط کاری به بیش از چند میزبان امری کاملاً ضروری به حساب می‌آید.

پیش‌نیازها

برای مطالعه این راهنما باید زیرساخت‌های زیر را داشته باشید. دقت کنید که همه سرورها باید در یک دیتاسنتر باشند و شبکه خصوصی بین آن‌ها فعال شده باشد:

• یک سرور با نسخه تازه نصب شده اوبونتو 18.04 به عنوان سرور DNS اولیه به نام ns1
• (توصیه شده) سرور اوبونتو 18.04 دوم به عنوان سرور DNS ثانویه به نام ns2
• سرورهای دیگر در همان دیتاسنتر که از سرورهای DNS استفاده خواهند کرد.

روی هر یک از این سرورهای اضافی باید دسترسی‌های مدیریتی از طریق کاربر sudo پیکربندی شده باشد و از یک فایروال نیز استفاده شود.

اگر با مفاهیم DNS آشنایی ندارید توصیه می‌کنیم، دست‌کم بخشی از مطالبی را که در ادامه آمده‌اند را مطالعه کنید:

• مفاهیم DNS و انواع سرورهای آن — راهنمای جامع
• پیکربندی Bind به عنوان سرور DNS برای درخواست‌های Authoritative-Only — به زبان ساده
• پیکربندی Bind به عنوان یک سرور کش یا فوروارد DNS روی اوبونتو — از صفر تا صد

زیرساخت‌ها و اهداف نمونه

با توجه به اهداف این مقاله، موارد زیر جزو فرضیه‌های ما هستند:

• ما دو سرور داریم که به عنوان سرورهای نام ما استفاده خواهند شد. در این راهنما، این سرورها را ns1 و ns2 خواهیم نامید.
• دو سرور کلاینت دیگر نیز داریم که از زیرساخت DNS که ایجاد می‌کنیم، استفاده خواهند کرد. این سرورها را host1 و host2 می‌نامیم. البته شما می‌توانید هر تعداد سرور که دوست دارید به این زیرساخت اضافه کنید.
• همه این سرورها در یک دیتاسنتر قرار دارند. ما فرض می‌کنیم که نام این دیتاسنتر nyc3 است.
• همه این سرورها دارای شبکه‌بندی خصوصی هستند و در subnet 10.128.0.0./16 قرار دارند. البته شما باید این موارد را بنا به مشخصات سرورهای خودتان تغییر دهید.
• همه سرورها به پروژه‌ای که روی دامنه «example.com» قرار دارد اتصال یافته‌اند. از آنجا که سیستم DNS ما به طور کامل داخلی و خصوصی است، نیازی به خرید یک نام دامنه نیست. با این حال استفاده از یک دامنه می‌تواند به جلوگیری از بروز تداخل با دامنه‌های قابل مسیریابی عمومی کمک کند.

با فرضیات فوق بدیهی است که طرح نام‌گذاری به نام «nyc3.example.com» برای اشاره به subnet یا zone خصوصی مناسب خواهد بود. از این رو FQDN برای host1 به صورت host1.nyc3.example.com خواهد بود. در جدول زیر جزییات مربوطه به طور کامل ارائه شده است:

میزبان	نقش	FQDN خصوصی	آدرس IP خصوصی
ns1	Primary DNS Server	ns1.nyc3.example.com	10.128.10.11
ns2	Secondary DNS Server	ns2.nyc3.example.com	10.128.20.12
host1	Generic Host 1	host1.nyc3.example.com	10.128.100.101
host2	Generic Host 2	host2.nyc3.example.com	10.128.200.102

دقت کنید که احتمالاً تنظیمات موجود شما متفاوت است؛ اما نام‌های نمونه و آدرس‌های IP که برای نمایش شیوه پیکربندی یک سرور DNS ارائه شده‌اند، نمونه‌ای از یک DNS داخلی کاملاً عملیاتی را نشان می‌دهند. شما می‌توانید به سادگی این تنظیمات را با جایگزینی نام‌های میزبانی و آدرس‌های IP خصوصی در محیط موجود خود مورد استفاده قرار دهید. لزومی نیست که از نام منطقه دیتاسنتر در طرح نام‌گذاری خود استفاده کنید؛ اما دلیل استفاده ما از چنین خصوصیتی این است که نشان دهیم میزبان‌ها همگی متعلق به شبکه خصوصی یک دیتاسنتر واحد هستند. اگر شما از چند دیتاسنتر استفاده می‌کنید، می‌توانید یک DNS داخلی درون هر دیتاسنتر متناظر ایجاد کنید.

در انتهای این راهنما ما یک سرور DNS اصلی به نام ns1 و یک سرور DNS اختیاری ثانویه به نام ns2 خواهیم داشت که به عنوان پشتیبان عمل می‌کند. کار خود را با نصب سرور DNS اصلی آغاز می‌کنیم.

نصب BIND روی سرورهای DNS

دقت کنید مواردی که به رنگ قرمز هایلایت شده‌اند، در اغلب موارد متغیرهایی هستند که شما باید مقادیرشان را بر اساس مشخصات سرورهای خودتان جایگزین نمایید. برای نمونه اگر متغیری را به صورت host1.nyc3.example.com دیدید، باید به جای آن FQDN سرور خود را وارد کنید. به طور مشابه به جای host1_private_IP آدرس IP سرور خودتان را جایگزین کنید.

روی هر دو سرور DNS به نام‌های ns1 و ns2، بسته apt را با وارد کردن دستور زیر به‌روزرسانی کنید:

sudo apt-get update

اینک BIND را نصب می‌کنیم:

sudo apt-get install bind9 bind9utils bind9-doc

تنظیم BIND در حالت IPv4

پیش از ادامه مراحل باید BIND را به حالت IPv4 تنظیم کنیم، چون شبکه‌بندی خصوصی ما به طور انحصاری از IPv4 استفاده می‌کند. روی هر دو سرور تنظیمات پیش‌فرض bind9 را با وارد کردن دستور زیر ویرایش می‌کنیم:

sudo nano /etc/default/bind9

مقدار «4-» را به انتهای پارامتر OPTIONS اضافه می‌کنیم. بدین ترتیب به صورت زیر در می‌آید:

...

OPTIONS="-u bind -4"

هنگام پایان کار، فایل را ذخیره کرده و ببندید. سپس BIND را ری‌استارت کنید تا تغییرات اعمال شوند:

sudo systemctl restart bind9

اینک که BIND نصب شده است می‌توانیم سرور DNS اصلی را پیکربندی کنیم.

پیکربندی سرور DNS اصلی

پیکربندی BIND شامل چندین فایل است که همه آن‌ها در فایل پیکربندی اصلی به نام named.conf گنجانده شده‌اند. نام این فایل‌ها با named آغاز می‌شود، زیرا این نام پروسسی است که BIND اجرا می‌کند (اختصاری برای «domain name daemon» محسوب می‌شود). ما کار خود را با پیکربندی فایل options آغاز می‌کنیم.

پیکربندی فایل Options

روی سرور ns1 فایل named.conf.options را برای ویرایش باز کنید:

sudo nano /etc/bind/named.conf.options

در بالاتر از بلوک options یک ACL جدید به نام «trusted» ایجاد کنید. ACL، اختصاری برای عبارت «لیست کنترل دسترسی» (access control list) است.

این همان جایی است که لیستی از کلاینت‌هایی را تعریف می‌کنیم که اجازه کوئری بازگشتی DNS را دارند. این لیست شامل سرورهای متعلق به شما در همان دیتاسنتر ns1 است. با استفاده از آدرس‌های IP خصوصی نمونه‌ای که قبلاً معرفی کردیم، ns1، ns2، host1 و hst2 را به لیست کلاینت‌های مورد اعتماد خود اضافه می‌کنیم:

acl "trusted" {
        10.128.10.11;    # ns1 - can be set to localhost
        10.128.20.12;    # ns2
        10.128.100.101;  # host1
        10.128.200.102;  # host2
};

options {

        . . .

اینک که لیست کلاینت‌های DNS مورد اعتماد خود را ایجاد کردیم، باید بلوک options را ویرایش کنیم. در حال حاضر آغاز بلوک مانند زیر است:

        . . .
};

options {
        directory "/var/cache/bind";
        . . .
}

زیر دایرکتیو directory خطوط پیکربندی هایلایت شده را اضافه کنید و آدرس‌های IP سرور ns1 خود را جایگزین کنید. بدین ترتیب چیزی مانند زیر خواهد بود:

        . . .

};

options {
        directory "/var/cache/bind";

        recursion yes;                 # enables resursive queries
        allow-recursion { trusted; };  # allows recursive queries from "trusted" clients
        listen-on { 10.128.10.11; };   # ns1 private IP address - listen on private network only
        allow-transfer { none; };      # disable zone transfers by default

        forwarders {
                8.8.8.8;
                8.8.4.4;
        };

        . . .
};

زمانی که کارتان پایان یافت، فایل named.conf.options را ذخیره کرده و ببندید. پیکربندی فوق تعیین می‌کند که صرفاً سرورهای متعلق به شما (یعنی سرورهای trusted) می‌توانند به سرورهای DNS در مورد دامنه‌های خارجی کوئری بزنند.

در ادامه فایل محلی را نیز پیکربندی می‌کنیم تا zone های DNS را تعیین کنیم.

پیکربندی فایل محلی (local)

روی سرور ns1 فایل named.conf.local را برای ویرایش باز کنید:

sudo nano /etc/bind/named.conf.local

این فایل به جز چند کامنت باید چیز دیگری نداشته باشد. در این فایل زون‌های فوروارد و معکوس خود را تعیین می‌کنیم. زون‌های دی‌ان‌اس حوزه خاصی را برای مدیریت و تعریف رکوردهای DNS اختصاص می‌دهند. از آنجا که دامنه‌های ما درون زیردامنه «nyc3.example.com» قرار دارند، ما از آن به عنوان زون فوروارد خود استفاده خواهیم کرد. از آنجا که آدرس‌های IP خصوصی همگی در فضای IP 10.128.0.0/16 قرار دارند، یک زون معکوس راه‌اندازی می‌کنیم تا جستجوهای معکوس درون این محدوده را تعریف کنیم.

زون فوروارد را با خطوط زیر اضافه می‌کنیم. دقت کنید که نام‌های زون خود را جایگزین کنید و آدرس‌های IP خصوصی سرور DNS ثانویه را در دایرکتیو allow-transfer اضافه کنید:

zone "nyc3.example.com" {
    type master;
    file "/etc/bind/zones/db.nyc3.example.com"; # zone file path
    allow-transfer { 10.128.20.12; };           # ns2 private IP address - secondary
};

با فرض این که subnet خصوصی به صورت 10.128.0.0/16 است، زون معکوس را با افزودن خطوط زیر می‌توانید ایجاد کنید. دقت کنید که نام‌های زون معکوس ما با 128.10 آغاز می‌شود که معکوس 10.128 است:

    . . .
};

zone "128.10.in-addr.arpa" {
    type master;
    file "/etc/bind/zones/db.10.128";  # 10.128.0.0/16 subnet
    allow-transfer { 10.128.20.12; };  # ns2 private IP address - secondary
};

اگر سرورهای شما روی چند subnet گسترش یافته‌اند؛ اما همگی روی یک دیتاسنتر هستند؛ باید اطمینان حاصل کنید که یک زون اضافی و همچنین فایل زون برای هر subnet متمایز ایجاد کرده‌اید. زمانی که ویرایش همه زون‌های مطلوب پایان یافت، فایل named.conf.local را ذخیره کرده و ببندید.

اینک که زون‌ها در BIND مشخص شدند، باید فایل‌های زون فوروارد و معکوس متناظر را ایجاد کنیم.

ایجاد فایل forward zone

فایل زون فوروارد جایی است که رکوردهای DNS برای بررسی‌های دی‌ان‌اس فوروارد ذخیره می‌شوند. یعنی برای مثال هنگامی که DNS یک کوئری نام برای «host1.nyc3.example.com» دریافت می‌کند، در فایل زون فوروارد به دنبال آدرس IP متناظر برای resolve کردن host1 می‌گردد.

ابتدا یک دایرکتوری ایجاد می‌کنیم تا فایل‌های زون خود را درون آن قرار دهیم. بر اساس پیکربندی named.conf.local، این مکان باید etc/bind/zones/ باشد:

sudo mkdir /etc/bind/zones

اینک فایل زون فوروارد خود را بر اساس فایل زون نمونه db.local طراحی می‌کنیم. آن را بر اساس دستورهای زیر به مکان مناسبی کپی کنید:

sudo cp /etc/bind/db.local /etc/bind/zones/db.nyc3.example.com

اینک فایل فوروارد خود را ویرایش می‌کنیم:

sudo nano /etc/bind/zones/db.nyc3.example.com

در ابتدا این فایل چیزی شبیه زیر است:

$TTL    604800
@       IN      SOA     localhost. root.localhost. (
                              2         ; Serial
                         604800         ; Refresh
                          86400         ; Retry
                        2419200         ; Expire
                         604800 )       ; Negative Cache TTL
;
@       IN      NS      localhost.      ; delete this line
@       IN      A       127.0.0.1       ; delete this line
@       IN      AAAA    ::1             ; delete this line

در اولین گام باید رکورد SOA را ویرایش کنیم. بنابراین FQDN سرور ns1 را به جای localhost قرار می‌دهیم و سپس root.localhost را با admin.nyc3.example.com جایگزین می‌کنیم. هر زمان که یک فایل زون را ویرایش می‌کنید، باید شماره سریال آن را پیش از ری‌استارت کردن پروسس named افزایش دهید. ما این مقدار را به 3 افزایش می‌دهیم و بنابراین به صورت زیر در می‌آید:

@       IN      SOA     ns1.nyc3.example.com. admin.nyc3.example.com. (
                              3         ; Serial

                              . . .

سپس سه رکورد انتهای فایل (پس از SOA) را حذف می‌کنیم. اگر مطمئن نیستید که کدام خط‌ها را باید حذف کنید، دقت کنید که در بخش فوق آن‌ها را با «delete this line» مشخص ساخته‌ایم.

در انتهای فایل رکوردهای سرور نام با خطوط زیر را اضافه کنید. دقت کنید که موارد مورد نظر را با مقادیر خودتان جایگزین کنید و این که ستون دوم مشخص می‌کند این‌ها رکوردهای NS هستند:

. . .

; name servers - NS records
    IN      NS      ns1.nyc3.example.com.
    IN      NS      ns2.nyc3.example.com.

اینک رکورد A را به میزبان‌هایی که به این زون تعلق دارند اضافه کنید. این مورد شامل همه سرورهایی است که می‌خواهیم نام آن‌ها با «nyc3.example.com» خاتمه یابد. دقت کنید که باید نام‌ها و آدرس‌های IP خصوصی مورد نظر خودتان را جایگزین کنید. رکوردهای A را برای ns1، ns2، host1 و host2 با استفاده از نام‌ها و آدرس‌های IP خصوصی مورد نظر این راهنما، به صورت زیر اضافه کرده‌ایم:

. . .

; name servers - A records
ns1.nyc3.example.com.          IN      A       10.128.10.11
ns2.nyc3.example.com.          IN      A       10.128.20.12

; 10.128.0.0/16 - A records
host1.nyc3.example.com.        IN      A      10.128.100.101
host2.nyc3.example.com.        IN      A      10.128.200.102

فایل db.nyc3.example.com را ذخیره کرده و خارج شوید. فایل زون فوروارد نمونه نهایی در انتها به صورت زیر خواهد بود:

$TTL    604800
@       IN      SOA     ns1.nyc3.example.com. admin.nyc3.example.com. (
                  3     ; Serial
             604800     ; Refresh
              86400     ; Retry
            2419200     ; Expire
             604800 )   ; Negative Cache TTL
;
; name servers - NS records
     IN      NS      ns1.nyc3.example.com.
     IN      NS      ns2.nyc3.example.com.

; name servers - A records
ns1.nyc3.example.com.          IN      A       10.128.10.11
ns2.nyc3.example.com.          IN      A       10.128.20.12

; 10.128.0.0/16 - A records
host1.nyc3.example.com.        IN      A      10.128.100.101
host2.nyc3.example.com.        IN      A      10.128.200.102

اینک به پیکربندی فایل‌(های) زون معکوس می‌پردازیم:

ایجاد فایل(های) Reverse Zone

زون معکوس که رکوردهای DNS PTR در آن تعریف می‌شود، به منظور پاسخ‌دهی به جستجوهای DNS معکوس هست. یعنی هنگامی که DNS یک کوئری برای مثال بر اساس آدرس 10.128.100.101 دریافت می‌کند به فایل (های) زون معکوس نگاه می‌کند تا FQDN متناظر را که در این مورد «host1.nyc3.example.com» است، بیابد.

روی سرور ns1 برای هر زون معکوس که در فایل named.conf.local تعیین شده است، یک فایل زون معکوس ایجاد می‌کنیم. فایل (های) زون معکوس بر اساس فایل زون نمونه db.127 ایجاد می‌شوند. آن را با دستور زیر به مکان مناسبی کپی کنید. دقت کنید که فایل زون معکوس خود را طوری نام‌گذاری کنید که متناسب با تعریف زون معکوس شما باشد:

sudo cp /etc/bind/db.127 /etc/bind/zones/db.10.128

فایل زون معکوس را که متناظر با زون (های) معکوس تعریف شده در named.conf.local است ویرایش می‌کنیم:

sudo nano /etc/bind/zones/db.10.128

در ابتدا این فایل مانند زیر است:

$TTL    604800
@       IN      SOA     localhost. root.localhost. (
                              1         ; Serial
                         604800         ; Refresh
                          86400         ; Retry
                        2419200         ; Expire
                         604800 )       ; Negative Cache TTL
;
@       IN      NS      localhost.      ; delete this line
1.0.0   IN      PTR     localhost.      ; delete this line

همانند روش ویرایش فایل زون فوروارد باید رکورد SOA را تغییر داده و مقدار سریال را یک واحد افزایش دهیم. بدین ترتیب فایل به صورت زیر در می‌آید:

@       IN      SOA     ns1.nyc3.example.com. admin.nyc3.example.com. (
                              3         ; Serial

                              . . .

اینک دو رکورد انتهای فایل (پس از رکورد SOA) را ویرایش می‌کنیم. اگر مطمئن نیستید که کدام خط‌ها باید حذف شوند؛ این خطوط با کامنت «delete this line» در بخش فوق مشخص شده‌اند.

در انتهای فایل؛ سرور نام خود را با خطوط زیر اضافه کنید. دقت کنید که نام خود را جایگزین کنید. همچنین توجه داشته باشید که ستون دوم تعیین می‌کند که این‌ها رکوردهای NS هستند:

. . .

; name servers - NS records
      IN      NS      ns1.nyc3.example.com.
      IN      NS      ns2.nyc3.example.com.

سپس رکوردهای PTR را برای همه سرورهایی که آدرس IP آن‌ها در subnet فایل زون مورد ویرایش قرار دارد، اضافه کنید. در مثالی که ما بررسی می‌کنیم این موارد شامل همه میزبان‌ها می‌شوند، زیرا همه آن‌ها در subnet با آدرس 10.128.0.0/16 قرار دارند. توجه داشته باشید که ستون نخست شامل دست‌کم دو بخش از آدرس IP خصوصی سرور به طور معکوس است. مطمئن شوید که تام‌ها و آدرس IP خصوصی خودتان را جایگزین می‌کنید:

. . .

; PTR Records
11.10   IN      PTR     ns1.nyc3.example.com.    ; 10.128.10.11
12.20   IN      PTR     ns2.nyc3.example.com.    ; 10.128.20.12
101.100 IN      PTR     host1.nyc3.example.com.  ; 10.128.100.101
102.200 IN      PTR     host2.nyc3.example.com.  ; 10.128.200.102

فایل زون معکوس را ذخیره کرده و خارج شوید. اگر لازم است فایل‌های زون معکوس دیگری اضافه کنید، مراحل فوق را در مورد آن‌ها نیز تکرار کنید.

فایل زون معکوس نهایی ما چیزی شبیه زیر خواهد بود:

$TTL    604800
@       IN      SOA     nyc3.example.com. admin.nyc3.example.com. (
                              3         ; Serial
                         604800         ; Refresh
                          86400         ; Retry
                        2419200         ; Expire
                         604800 )       ; Negative Cache TTL
; name servers
      IN      NS      ns1.nyc3.example.com.
      IN      NS      ns2.nyc3.example.com.

; PTR Records
11.10   IN      PTR     ns1.nyc3.example.com.    ; 10.128.10.11
12.20   IN      PTR     ns2.nyc3.example.com.    ; 10.128.20.12
101.100 IN      PTR     host1.nyc3.example.com.  ; 10.128.100.101
102.200 IN      PTR     host2.nyc3.example.com.  ; 10.128.200.102

بدین ترتیب کار ویرایش فایل‌ها به پایان رسیده است و از این رو در مرحله بعد فایل‌های خود و خطاهای احتمالی را بررسی می‌کنیم.

بررسی ساختار پیکربندی BIND

دستور زیر را برای بررسی ساختار فایل‌های named.conf* اجرا کنید:

sudo named-checkconf

اگر فایل‌های پیکربندی named شما دارای خطاهای ساختاری نباشند، بدون مشاهده هیچ گونه خطایی به خط اعلان فرمان باز می‌گردید. اما اگر مشکلاتی در فایل‌های پیکربندی وجود داشته باشند، باید پیام خطا را بررسی کرده و به بخش «پیکربندی سرور DNS اصلی» این راهنما بازگشته و پس از رفع خطا مجدداً دستور named-checkconf را اجرا کنید.

دستور named-checkzone برای بررسی صحیح بودن فایل‌های زون اجرا می‌شود. آرگومان نخست این دستور نام یک زون است و آرگومان دوم نیز فایل زون متناظر با آن خواهد بود که هر دو باید در فایل named.conf.local تعریف شده باشند.

برای نمونه جهت بررسی پیکربندی زون فوروارد «nyc3.example.com»، دستور زیر را اجرا کنید. دقت کنید که موارد هایلایت شده را با مشخصات سرورهای خودتان جایگزین کنید:

sudo named-checkzone nyc3.example.com db.nyc3.example.com

برای بررسی پیکربندی زون معکوس «128.10.in-addr.arpa»، دستور زیر را اجرا کنید. عددها را تغییر دهید تا متناظر با زون معکوس و فایل شما باشند:

sudo named-checkzone 128.10.in-addr.arpa /etc/bind/zones/db.10.128

زمانی که مطمئن شدید همه فایل‌های پیکربندی و زون بدون خطا هستند، آماده هستید تا سرویس BIND را ری‌استارت کنید.

ری‌استارت کردن BIND

با دستور زیر BIND را ری‌استارت کنید:

sudo systemctl restart bind9

اگر فایروال UFW را فعال کرده‌اید، دسترسی به BIND را با دستور زیر باز کنید:

sudo ufw allow Bind9

سرور DNS اصلی شما اینک راه‌اندازی شده و به کوئری‌های DNS پاسخ می‌دهد. پس در ادامه به پیکربندی و راه‌اندازی سرور DNS ثانویه می‌پردازیم.

پیکربندی سرور DNS ثانویه

در اغلب موارد، راه‌اندازی یک سرور DNS ثانویه که در صورت از کار افتادن سرور اصلی به کوئری‌ها پاسخ می‌دهد، ایده مناسبی محسوب می‌شود. خوشبختانه پیکربندی سرور DNS ثانویه بسیار آسان‌تر است.

روی سرور ns2 فایل named.conf.options را باز کنید:

sudo nano /etc/bind/named.conf.options

در ابتدای فایل، ACL را با آدرس‌های IP خصوص همه سرورهای مورد اعتماد ایجاد کنید:

acl "trusted" {
        10.128.10.11;   # ns1
        10.128.20.12;   # ns2 - can be set to localhost
        10.128.100.101;  # host1
        10.128.200.102;  # host2
};

options {

        . . .

زیر دایرکتیو directory خطوط زیر را اضافه کنید:

        recursion yes;
        allow-recursion { trusted; };
        listen-on { 10.128.20.12; };      # ns2 private IP address
        allow-transfer { none; };          # disable zone transfers by default

        forwarders {
                8.8.8.8;
                8.8.4.4;
        };

فایل named.conf.options را ذخیره کرده و ببندید. اینک این فایل باید دقیقاً مانند فایل named.conf.options روی سرور ns1 باشد، به جز این که طوری پیکربندی شده است تا به آدرس IP خصوصی ns2 گوش دهد. سپس فایل named.conf.local را باز کنید:

sudo nano /etc/bind/named.conf.local

زون‌هایی که متناظر با زون‌های master روی سرور DNS اصلی هستند تعریف کنید. توجه داشته باشید که در این مورد نوع برابر با «slave» خواهد بود و بنابراین فایل شامل مسیر نیست و دایرکتیوهای masters وجود دارند که باید برابر با آدرس IP خصوصی DNS اصلی تنظیم شوند. اگر چندین زون معکوس در سرور DNS اصلی تعریف کرده‌اید، باید مطمئن شوید که همه آن‌ها را در این جا اضافه کرده‌اید:

zone "nyc3.example.com" {
    type slave;
    file "db.nyc3.example.com";
    masters { 10.128.10.11; };  # ns1 private IP
};

zone "128.10.in-addr.arpa" {
    type slave;
    file "db.10.128";
    masters { 10.128.10.11; };  # ns1 private IP
};

اینک فایل named.conf.local را ذخیره کرده و ببندید. دستور زیر را برای بررسی درستی فایل‌های پیکربندی اجرا کنید:

sudo named-checkconf

زمانی که بررسی پایان یافت، BIND را ری‌استارت کنید:

sudo systemctl restart bind9

با تغییر دادن فایروال UFW به صورت زیر به اتصال DNS اجازه عبور بدهید:

sudo ufw allow Bind9

اینک سرورهای DNS اصلی و ثانویه برای resolve کردن شبکه خصوصی و آدرس‌های IP مربوطه پیکربندی شده است. در ادامه سرورهای کلاینت را برای استفاده از سرورهای DNS خصوصی پیکربندی می‌کنیم.

پیکربندی کلاینت‌های DNS

پیش از آن که همه سرورهای موجود در ACL به نام «trusted» بتوانند به سرورهای ACL کوئری بزنند، باید هر یک از آن‌ها را برای استفاده از ns1 و ns2 به عنوان سرورهای نام پیکربندی کنیم. این فرایند به نوع سیستم عامل بستگی دارد؛ اما در مورد اغلب توزیع‌های لینوکس شامل افزودن سرورهای نام به فایل /etc/resolv.conf است.

کلاینت‌های اوبونتو 18.04

شبکه‌بندی روی سیستم عامل اوبونتو 18.04 با استفاده از Netplan پیکربندی می‌شود که امکان نوشتن پیکربندی شبکه استاندارد شده و اِعمال آن در مورد نرم‌افزار شبکه‌بندی ناسازگار بک‌اند (backend) را می‌دهد. برای پیکربندی DNS، باید فایل پیکربندی Netplan را ویرایش کنیم.

ابتدا دایرکتیو مرتبط با شبکه خصوصی خود را با کوئری کردن subnet خصوصی با دستور ip address بیابید:

ip address show to 10.128.0.0/16

خروجی

3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
inet 10.128.100.101/16 brd 10.128.255.255 scope global eth1
valid_lft forever preferred_lft forever

در این مثال، رابط خصوصی eth1 نام دارد. سپس فایلی به نام 00-private-nameservers.yaml در مسیر /etc/netplan ایجاد می‌کنیم:

sudo nano /etc/netplan/00-private-nameservers.yaml

محتوای زیر را درون این فایل قرار می‌دهیم. دقت کنید که باید رابط شبکه خصوصی، آدرس سرورهای DNS به نام ns1 و ns2 و زون DNS خودتان را جایگزین کنید:

network:
    version: 2
    ethernets:
        eth1:                                 # Private network interface
            nameservers:
                addresses:
                - 10.128.10.11                # Private IP for ns1
                - 10.132.20.12                # Private IP for ns2
                search: [ nyc3.example.com ]  # DNS zone

دفت کنید که Netplan از فرمت سریال‌سازی داده‌ها به صورت YAML برای فایل‌های پیکربندی خود استفاده می‌کند. از آنجا که YAML از تورفتگی و اسپیس برای تعریف ساختار داده خود استفاده می‌کند، باید مطمئن شوید که تعریف شما از ساختار تورفتگی مناسبی برخوردار است تا خطایی پیش نیاید.

در این مرحله فایل را ذخیره کرده و خارج شوید. سپس باید با دستور netplan try به Netplan بگوییم که تلاش کند از فایل پیکربندی جدید استفاده کند. اگر مشکلی وجود داشته باشد که موجب از دست رفتن شبکه‌بندی شود، Netplan پس از مدت مشخصی، به طور خودکار تغییرهای ایجاد شده را لغو کرده و وضعیت را به حالت قبل باز می‌گرداند:

sudo netplan try

خروجی

Warning: Stopping systemd-networkd.service, but it can still be activated by:
  systemd-networkd.socket
Do you want to keep these settings?


Press ENTER before the timeout to accept the new configuration


Changes will revert in 120 seconds

اگر شمارش معکوس در انتهای خروجی به صورت صحیحی صورت بگیرد، پیکربندی جدید دست‌کم تا حدی که اتصال SSH شما را قطع نکند، اجرا می‌شود. با زدن دکمه اینتر پیکربندی جدید را بپذیرید.

اینک resolver DNS سیستم را بررسی کنید تا مشخص شود که آیا پیکربندی DNS اعمال شده است یا نه:

sudo systemd-resolve –status

به سمت پایین اسکرول کنید تا بخشی که به رابط شبکه خصوصی شما مربوط است را ببینید. احتمالاً آدرس‌های IP خصوصی سرورهای DNS در ابتدا فهرست شده‌اند و سپس مقادیر fallback آماده است. دامنه شما باید در بخش «DNS Domain» مشاهده شود:

خروجی

. . .
Link 3 (eth1)
      Current Scopes: DNS
       LLMNR setting: yes
MulticastDNS setting: no
      DNSSEC setting: no
    DNSSEC supported: no
         DNS Servers: 10.128.10.11
                      10.128.20.12
                      67.207.67.2
                      67.207.67.3
          DNS Domain: nyc3.example.com
. . .

کلاینت شما اینک باید طوری پیکربندی شده باشد که از سرورهای DNS داخلی استفاده کند:

کلاینت‌های اوبونتو 16.04 و دبیان

روی سرورهای لینوکس اوبونتو 16.04 و دبیان، شما باید فایل /etc/network/interfaces را ویرایش کنید:

sudo nano /etc/network/interfaces

درون این فایل خط dns-nameservers را یافته و سرورهای نام خود را به ابتدای فهرست اضافه کنید. زیر این خط یک گزینه dns-search اضافه کنید که به دامنه اصلی زیر ساخت شما اشاره می‌کند. در مورد این راهنما این گزینه برابر با «nyc3.example.com» است:

    . . .

    dns-nameservers 10.128.10.11 10.128.20.12 8.8.8.8
    dns-search nyc3.example.com

    . . .

زمانی که ویرایشتان پایان یافت، فایل را ذخیره کرده و خارج شوید.

اینک باید سرویس‌های شبکه را با دستورهای زیر ری‌استارت کنید تا تغییرات جدید اعمال شوند. اطمینان حاصل کید که eth0 را با نام رابط شبکه خودتان جایگزین کرده‌اید:

sudo ifdown --force eth0 && sudo ip addr flush dev eth0 && sudo ifup --force eth0

بدین ترتیب شبکه بدون قطع اتصال کنونی ری‌استارت می‌شود. در صورتی که همه چیز درست باشد باید خروجی به صورت زیر را مشاهده کنید:

خروجی

RTNETLINK answers: No such process
Waiting for DAD... Done

با وارد کردن دستور زیر مطمئن شوید که تنظیمات مورد نظر شما اعمال شده است:

cat /etc/resolv.conf

دران بخش باید سرورهای نام و همچنین دامنه جستجوی خود را در فایل /etc/resolv.conf ببینید:

خروجی

# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
# DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
nameserver 10.128.10.11
nameserver 10.128.20.12
nameserver 8.8.8.8
search nyc3.example.com

اینک کلاینت شما طوری پیکربندی شده است که از سرورهای DNS استفاده کند.

کلاینت‌های CentOS

روی سرورهایی که توزیع‌های CentOS، RedHat و Fedora را اجرا می‌کنند باید فایل /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 را ویرایش کنید. دقت کنید که به جای eth0 باید نام رابط شبکه خصوصی خود را وارد کنید:

sudo nano /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

به دنبال گزینه‌های DNS1 و DNS2 بگردید و آن‌ها را برابر با آدرس‌های IP خصوصی سرورهای نام اصلی و ثانویه خود تعیین کنید. یک پارامتر DOMAIN اضافه کنید که به دامنه اصلی زیر ساخت شما اشاره می‌کند. در این راهنما ما از مقدار «nyc3.example.com» استفاده می‌کنیم:

. . .
DNS1=10.128.10.11
DNS2=10.128.20.12
DOMAIN='nyc3.example.com'
. . .

پس از پایان ویرایش، فایل را ذخیره کرده و ببندید. سپس سرویس شبکه را با دستور زیر ری‌استارت کنید:

sudo systemctl restart network

این دستور ممکن است چند ثانیه معلق بماند؛ اما پس از مدت اندکی به اعلان باز می‌گردید. در این مرحله با وارد کردن دستور زیر بررسی کنید که تغییرات اعمال شده است یا نه:

cat /etc/resolv.conf

در خروجی باید سرورهای نام و دامنه جستجو را مشاهده کنید:

nameserver 10.128.10.11
nameserver 10.128.20.12
search nyc3.example.com

اینک کلاینت‌های شما می‌توانند به سرورهای DNS وصل شده و از آن‌ها استفاده کنند.

تست کردن کلاینت‌ها

با استفاده از nslookup می‌توانید بررسی کنید که کلاینت‌ها قادر به کوئری زدن به سرورهای نام هستند یا نه. این وضعیت را روی همه کلاینت‌هایی که در ACL با نام «trusted» ذکر شده‌اند بررسی کنید. در مورد کلاینت‌های CentOS، باید این ابزار را نصب کنید:

sudo yum install bind-utils

ابتدا با یک جستجوی فوروارد آغاز می‌کنیم

forward lookup

برای نمونه ما می‌توانیم با دستور زیر یک جستجوی فوروارد برای بازیابی آدرس IP نام host1.nyc3.example.com اجرا کنیم:

nslookup host1

کوئری کردن host1 به host1.nyc3.example.com بسط می‌یابد، زیرا گزینه search به زیردامنه خصوصی شما تعیین شده است و کوئری‌های DNS تلاش می‌کنند تا زیردامنه را پیش از گشتن جاهای دیگر بررسی کنند. خروجی دستور فوق به صورت زیر خواهد بود:

خروجی

Server: 127.0.0.53
Address: 127.0.0.53#53

Non-authoritative answer:
Name: host1.nyc3.example.com
Address: 10.128.100.101

سپس می‌توانیم به بررسی جستجوهای معکوس بپردازیم.

Reverse Lookup

برای تست کردن Reverse Lookup باید آدرس IP خصوصی host1 را کوئری کنیم:

nslookup 10.128.100.101

در خروجی دستور فوق چیزی مانند زیر را باید مشاهده کنید:

خروجی

11.10.128.10.in-addr.arpa name = host1.nyc3.example.com.

Authoritative answers can be found from:

اگر همه نام‌ها و آدرس‌های IP به مقادیر صحیح resolve شوند، این بدان معنی است که فایل‌های زون به طور صحیحی پیکربندی شده‌اند. اگر با مقادیر ناخواسته‌ای مواجه شدید، باید اطمینان حاصل کنید که فایل‌های زون روی سرور DNS اصلی را مورد بازنگری قرار داده‌اید.

اینک شما موفق شده‌اید سرورهای DNS داخلی را به طرز صحیحی راه‌اندازی کنید. در ادامه مواردی در خصوص مبحث نگهداری رکوردهای زون را ارائه می‌کنیم.

نگهداری رکوردهای DNS

اینک که یک DNS داخلی عملیاتی داریم، باید رکوردهای DNS را طوری نگه‌داری کنیم که به درستی محیط سرور ما را بازتاب دهد.

افزودن میزبان به DNS

هر زمان که یک میزبان را به محیط خود (در همان دیتاسنتر) اضافه می‌کنید باید آن را به DNS نیز اضافه کنید. فهرستی از مراحل این کار را در ادامه می‌بینید:

سرور نام اصلی

• فایل زون فوروارد: یک رکورد A برای میزبان جدید اضافه کنید و مقدار سریال را افزایش دهید.
• فایل زون معکوس: یک مقدار PTR برای میزبان جدید اضافه کنید و مقدار سریال را افزایش دهید.
• آدرس IP خصوصی میزبان جدید را به ACL با عنوان «trusted» اضافه کنید (named.conf.options).

در نهایت فایل‌های پیکربندی را تست کنید:

sudo named-checkconf
sudo named-checkzone nyc3.example.com db.nyc3.example.com
sudo named-checkzone 128.10.in-addr.arpa /etc/bind/zones/db.10.128

سپس BIND را مجدداً بارگذاری نمایید:

sudo systemctl reload bind9

اینک سرور اصلی شما برای استفاده از میزبان جدید پیکربندی شده است.

سرور نام ثانویه

آدرس IP خصوصی میزبان جدید را به ACL با عنوان «trusted» اضافه کنید (named.conf.options).

ساختار پیکربندی را بررسی کنید:

sudo named-checkconf

سپس BIND را مجدداً بارگذاری کنید:

sudo systemctl reload bind9

اینک سرور ثانویه اتصال‌ها از میزبان جدید را می‌پذیرد.

پیکربندی میزبان جدید برای استفاده از DNS

• فایل etc/resolv.conf/ را طوری پیکربندی کنید تا از سرورهای DNS استفاده کند.
• با استفاده از nslookup تست کنید.

حذف میزبان از DNS

اگر یک میزبان را از محیط خود حذف کرده‌اید، یا می‌خواهید آن را از DNS خارج سازید، کافی است همه مواردی که در بخش فوق اضافه کردید را حذف نمایید. یعنی همه گام‌های فوق را به صورت معکوس اجرا کنید.

سخن پایانی

اینک شما می‌توانید رابط‌های شبکه خصوصی خود را به جای آدرس‌های IP با استفاده از نامشان مورد اشاره قرار دهید. این امر موجب می‌شود که پیکربندی سرویس‌ها و اپلیکیشن‌ها آسان‌تر شود، زیرا دیگر لازم نیست آدرس‌های IP خصوصی آن‌ها را به خاطر داشته باشید و خواندن و درک فایل‌ها نیز آسان‌تر می‌شود. ضمناً اینک می‌توانید پیکربندی خود را در یک مکان منفرد یعنی سرور DNS اصلی طوری تغییر دهید که به سرور جدیدی اشاره کند و نیاز نیست که انواع فایل‌های پیکربندی مختلف را ویرایش کنید و همین امر موجب سهولت نگهداری می‌شود.

زمانی که DNS داخلی خود را راه‌اندازی کردید و فایل‌های پیکربندی از FQDN های خصوصی برای تعیین اتصال‌های شبکه استفاده کردند، بسیار ضروری است که سرورهای DNS به طرز صحیحی نگهداری شوند. اگر هر دوی این سرورها از کار بیفتند، سرویس‌ها و اپلیکیشن‌های شما دیگر به درستی کار نخواهند کرد. به همین دلیل است که توصیه می‌شود دست‌کم یک سرور DNS ثانویه راه‌اندازی شود تا به عنوان پشتیبان مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: فرادرس

پردازش‌ها در سیستم عامل — راهنمای جامع

پردازش در واقع به یک برنامه در حال اجرا گفته می‌شود. اجرای یک پردازش می‌بایست به صورت ترتیبی انجام بگیرد. پردازش‌ها به صورت نهادی تعریف می‌شوند که واحد پایه‌ایِ کار پیاده‌سازی شده در سیستم را نشان می‌دهند. به بیان ساده‌تر برنامه‌های رایانه‌ای در فایل‌های متنی نوشته می‌شوند و هنگامی که روی سیستم عامل اجرا می‌شوند به پردازش تبدیل می‌شوند و همه وظایف اشاره شده در برنامه را به مرحله اجرا در می‌آورند.

زمانی که یک برنامه در حافظه بارگذاری و به یک پردازش تبدیل می‌شود، می‌توان آن را به چهار بخش تقسیم کرد: پشته، هیپ، متن و داده. در تصویر زیر طرح ساده‌ای از پردازش درون حافظه اصلی نمایش یافته است:

بخش پردازش	توضیح
پشته	شته در پردازش شامل داده‌های موقتی مانند پارامترهای متد/تابع، آدرس‌های بازگشتی و متغیرهای محلی است.
هیپ	هیپ حافظه‌ای است که به صورت دینامیک در طی زمان اجرا تخصیص می‌یابد.
متن	بخش متنی پردازش شامل فعالیت جاری است که بر اساس مقدار Program Counter و محتوای رجیسترهای پردازنده نمایش می‌یابد.
داده‌ها	در این بخش متغیرهای گلوبال و استاتیک وجود دارند.

برنامه

برنامه قطعه‌ای از کد است که می‌تواند از یک خط منفرد یا میلیون‌ها خط تشکیل یافته باشد. یک برنامه رایانه‌ای معمولاً به وسیله برنامه‌نویس رایانه و به یک زبان خاص برنامه‌نویسی نوشته می‌شود. برای نمونه در ادامه برنامه ساده‌ای به زبان C را مشاهده می‌کنید:

1 2 3 4 5 6

#include <stdio.h>   int main() {    printf("Hello, World! \n");    return 0; }

یک برنامه رایانه‌ای مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها است که هنگام اجرا، وظیفه خاصی را توسط رایانه به انجام می‌رساند. زمانی که یک برنامه را با یک پردازش مقایسه می‌کنیم، نتیجه می‌گیریم که پردازش، وهله دینامیکی از یک برنامه رایانه‌ای محسوب می‌شود.

بخشی از برنامه رایانه‌ای که وظیفه کاملاً تعریف‌شده‌ای را اجرا می‌کند به نام الگوریتم شناخته می‌شود. مجموعه‌ای از برنامه‌های رایانه‌ای، کتابخانه‌ها و داده‌های مرتبط به نام نرم‌افزار نامیده می‌شوند.

چرخه عمر پردازش‌ها

زمانی که یک پردازش اجرا می‌شود، حالت‌های مختلفی را تجربه می‌کند. این مراحل بسته به نوع سیستم عامل متفاوت هستند و نام این مراحل نیز استاندارد خاصی ندارد.

به طور کلی یک پردازش در هر زمان یکی از حالت‌های زیر را می‌تواند داشته باشد:

حالت	توضیح
آغاز (Start)	حالت اولیه یک پردازش است که در حالت آغاز یا ایجاد است.
آماده (Ready)	در این حالت پردازش منتظر انتساب یافتن به یک پردازنده است. پردازش‌های آماده در انتظار این هستند که زمان پردازنده از سوی سیستم عامل به آن‌ها اختصاص یابد تا بتوانند اجرا شوند. پردازش پس از مرحله آغاز و یا پس از وقفه‌ای که در آن سیستم عامل، زمان CPU را به پردازش دیگری اختصاص داده است، ممکن است وارد این حالت شوند.
اجرا (Running)	زمانی که زمان پردازنده از سوی سیستم عامل به پردازش اختصاص یافت، پردازش وارد حالت اجرا می‌شود و دستورالعمل‌های آن از سوی پردازنده اجرا می‌شوند.
انتظار (Waiting)	پردازش در صورتی که نیاز باشد منتظر منابعی مانند ورودی کاربر یا دسترسی به یک فایل بماند وارد حالت انتظار می‌شود.
خاتمه یا خروج (Terminated or Exit)	زمانی که اجزای پردازش پایان می‌یابد یا از سوی سیستم عامل به آن پایان داده می‌شود، به حالت خاتمه می‌رود و بدین ترتیب از حافظه اصلی خارج می‌شود.

بلوک کنترل پردازش (PCB)

بلوک کنترل پردازش نوعی ساختمان داده است که از سوی سیستم عامل برای هر پردازش نگهداری می‌شود. PCB به وسیله یک شناسه پردازش (PID) مشخص می‌شود. PCB همه اطلاعات مورد نیاز برای پیگیری روند پردازش را که شامل موارد زیر هستند شامل می‌شود.

اطلاعات	توضیح
حالت پردازش	حالت کنونی پردازش مانند این که آماده، در حال اجرا، و یا انتظار است را شامل می‌شود.
مجوزهای پردازش	این اطلاعات برای فعال‌سازی یا غیر فعال‌سازی دسترسی پردازش به منابع سیستم ضروری است
شناسه پردازش	شناسه‌ای یکتا برای هر پردازش است که از سوی سیستم عامل تخصیص داده می‌شود.
اشاره‌گر (Pointer)	یک اشاره‌گر به پردازش والد است.
شمارنده برنامه (Program Counter)	شمارنده برنامه یک اشاره‌گر به آدرس دستورالعمل بعدی که باید در پردازش اجرا شود محسوب می‌شود.
ثبات‌های CPU	شامل ثبات‌ها یا رجیسترهای مختلف CPU است که باید برای اجرای پردازش در حالت اجرایی نگهداری شوند.
اطلاعات مدیریت حافظه	این اطلاعات شامل جدول page، محدودیت حافظه، جدول Segment است و به حافظه مورد استفاده از سوی سیستم عامل وابسته است.
اطلاعات Accounting	شامل مقدار CPU مورد استفاده برای اجرای پردازش، محدودیت زمانی، شناسه اجرایی و غیره است.
اطلاعات وضعیت‌های IO	شامل فهرستی از دستگاه‌های ورودی/خروجی تخصیص یافته به پردازش است.
معماری PCB	به طور کامل به نوع سیستم عامل وابسته است و در سیستم‌های عامل مختلف می‌تواند شامل اطلاعات متفاوتی باشد. در ادامه نمودار ساده‌ای از یک PCB را مشاهده می‌کنید:

PCB پردازش در طی چرخه عمر پردازش حفظ می‌شود و تنها زمانی حذف می‌شود که پردازش خاتمه یابد.

منبع: فرادرس