Einführung in das Domain Name System

Wissen Sie, unter welcher IP-Adresse Sie die Website von Timme Hosting finden können?

Wären Sie auch in der Lage dazu, Ihre Website oder Ihren Onlineshop aufzurufen, ohne sich auf die Domain stützen zu können?

Zum Glück ist das nicht nötig. Über das Domain Name System (DNS) werden die IP-Adresse und Domain einer Website oder eines Onlineshops miteinander verknüpft. Das macht es möglich, eine Seite aufzurufen, ohne sich die IP-Adresse merken zu müssen.

Das Domain Name System

Das Domain Name System (DNS) ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Internets, vergleichbar mit einem Adressbuch für Web-Adressen. Während Menschen über Domainnamen auf Websites zugreifen, nutzen Webbrowser IP-Adressen hierfür.

Im Kern dient das DNS dazu, Domainnamen in maschinenlesbare IP-Adressen zu übersetzen. Wenn ein Nutzer etwa "www.beispielshop.tld" in seinen Browser eingibt, fungiert das DNS als Vermittler und teilt dem Browser mit, unter welcher IP-Adresse der Server des Onlineshops erreicht werden kann.

Aber nicht nur die zuverlässige Erreichbarkeit von Websites hängt unmittelbar von der DNS-Konfiguration ab. Auch für die korrekte Funktion von E-Mail-Diensten ist das DNS entscheidend. DNS-Einträge wie MX (Mail Exchange) definieren, wohin E-Mails für eine Domain geleitet werden sollen. Die geografische Verteilung von DNS-Servern und deren Caching-Strategien können außerdem die Ladegeschwindigkeit von Websites beeinflussen.

Geschichte und Entwicklung

Das DNS wurde Anfang der 1980er Jahre eingeführt, um das zuvor genutzte Host-Datei-System zu ersetzen. Dieses stieß an seine Grenzen, da jede Änderung in zentralen Dateien gepflegt werden musste. Mit dem wachsenden Internet war eine skalierbare Lösung gefragt, die durch das heute genutzte hierarchische und verteilte DNS geboten wird.

Die Rolle der ICANN

Das DNS ist eine weltweit verteilte Datenbank, die aus vielen verschiedenen Komponenten besteht. Zentral für dessen Verwaltung ist die Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN). Diese Organisation verantwortet die Vergabe von Top-Level-Domains (TLDs) wie .com, .de oder .org und arbeitet eng mit einer Vielzahl von Registries zusammen, die dann spezifische TLDs verwalten.

• ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers): Diese Institution überwacht die Gesamtkoordination des DNS und der IP-Adressierung.
• Registries: Dies sind Organisationen, die die Verwaltung spezifischer TLDs durchführen. Eine Registry für die TLD ".de" ist beispielsweise DENIC eG.
• Registrare: Unternehmen, die Domain-Namen direkt an Endverbraucher verkaufen und Dienstleistungen wie DNS-Management bereitstellen.
• Name-Server-Betreiber: Diese sorgen für die tatsächliche DNS-Auflösung, indem sie Anfragen entgegennehmen und beantworten.

Funktionsweise von DNS

Damit Ihnen die angefragte Website angezeigt werden kann, müssen im Hintergrund einige Schritte ablaufen. Wenn Sie die Domain in die Suchleiste eingeben, muss diese in eine maschinenlesbare Form übersetzt werden, damit Ihr Browser sie finden kann.

Vereinfacht sind die folgenden Komponenten an der DNS-Auflösung beteiligt:

1. DNS-Abfrage starten: Der Benutzer gibt eine URL in seinen Webbrowser ein. Damit beginnt der Prozess des DNS-Lookups.

2. Rekursiver DNS-Resolver: Der Resolver startet die Namensauflösung, indem er die Anfrage an einen Root-Nameserver weiterleitet und einen DNS-Root-Nameserver abfragt.

3. Root-Nameserver: Dieser gibt Auskunft darüber, welcher TLD-Nameserver (.com, .de etc.) zuständig ist. Der Resolver sendet dann eine Anfrage an den TLD-Nameserver.

4. TLD-Nameserver: Dieser gibt Hinweise, welcher spezifische autoritative Nameserver für die Domain verantwortlich ist, sodass die Anfrage entsprechend weitergeleitet werden kann.

5. Autoritativer Nameserver: Hier werden die DNS-Einträge (Records) gespeichert, die die entsprechende IP-Adresse für die Domain enthalten. Von hier wird die zur Anfrage gehörige IP-Adresse zurück an den Resolver geleitet. Dieser antwortet dem Webbrowser, damit die Website aufgerufen werden kann.

Die Details eines DNS-Lookups werden oft lokal auf dem Computer des Nutzers oder remote innerhalb der DNS-Infrastruktur zwischengespeichert. Durch das Caching von DNS-Informationen kann der Prozess beschleunigt und die Anfrage schneller beantwortet werden. Ein durch TTL (Time-to-live) festgelegter Zeitraum bestimmt, wie lange DNS-Einträge zwischengespeichert werden.

Typen von DNS-Abfragen

Bei DNS-Abfragen gibt es verschiedene Typen, die jeweils unterschiedliche Anforderungen und Abläufe beinhalten. Rekursive Abfragen werden oft von Endnutzern initiiert, wenn sie eine Website aufrufen. Dabei übernimmt der rekursive DNS-Resolver die gesamte Last, die benötigte IP-Adresse zu finden. Er durchläuft mehrere Schritte in der DNS-Hierarchie, bis er entweder die Antwort liefert oder feststellt, dass die Domain nicht existiert.

Iterative Abfragen hingegen kommen zum Einsatz, wenn ein DNS-Resolver selbst versucht, die Anfrage zu bearbeiten, indem er schrittweise Informationen von autoritativen Nameservern anfordert, bis die endgültige Adresse ermittelt ist. Der Resolver nimmt die erhaltenen Informationen und entscheidet anhand der Antwort, welcher Nameserver als nächstes kontaktiert wird, bis er die finale IP erhält.

Nichtrekursive Abfragen erfolgen, wenn der DNS-Resolver die gesuchte Information bereits in seinem Cache gespeichert hat. In diesem Fall kann die Abfrage direkt mit den zwischengespeicherten Informationen beantwortet werden, ohne externe Server zu kontaktieren, wodurch die Antwortzeit verkürzt wird.

Gängige DNS-Einträge

• A Record: Verweist auf eine IPv4-Adresse des Servers.
• AAAA Record: Verweist auf eine IPv6-Adresse.
• PTR Record: Ermöglicht eine umgekehrte DNS-Suche, bei der IP-Adressen Domainnamen zugeordnet werden. Sie sind das Gegenstück zu A- bzw. AAAA-Einträgen.
• CNAME Record: Dient zur Weiterleitung von Subdomains zu einem anderen Domain-Namen.
• MX Record: Bestimmt den Mailserver für das Empfangen von E-Mails.
• Nameserver Record: Bestimmt den autoritativen Nameserver für eine Domain. Neben dem primären Nameserver werden häufig auch sekundäre Nameserver eingestellt, um die Ausfallsicherheit zu gewährleisten.
• TXT Record: Wird für verschiedene Textinformationen verwendet, z. B. zur Domain-Verifikation oder für SPF (Sender Policy Framework).

Betreiber eines Onlineshops oder einer Website, die die Feinheiten von DNS verstehen und effektiv managen, können nicht nur die Sicherheit und Zuverlässigkeit ihrer Online-Dienste erhöhen, sondern auch ihre digitale Präsenz optimieren. Eine sorgfältige Verwaltung der DNS-Einträge kann den Unterschied ausmachen zwischen einer reibungslos funktionierenden Webpräsenz und sich unnötig in die Länge ziehenden Ladezeiten oder gar Ausfällen.