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Was ist DNS? Eine Einführung in das Domain Name System

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Erstellt am: 17. April

Wenn Sie an Ihrem Computer sitzen, scheint das Internet einfach zu sein. Sie öffnen einen Browser, geben den Domänennamen ein und sehen die Website auf Ihrem Bildschirm. Hinter der grafischen Benutzeroberfläche (GUI) verbirgt sich jedoch ein ausgedehntes Netz von Software und Servern, das so genannte Domain Name System (DNS). Was aber ist DNS, und wie hilft es uns, das Internet auf unseren Geräten anzuzeigen?

Die Antwort auf diese Frage ist komplex, denn es gibt eine große Anzahl von Komponenten, die sich bewegen. Sie werden feststellen, dass fast jedes Glied in der Kette einen Server nutzt. Darüber hinaus gibt es Techniken, die Ihnen helfen, die Engpässe zu beseitigen, die Ihre schnellen Ladegeschwindigkeiten beeinträchtigen können.

In diesem Beitrag werden wir Ihnen helfen, DNS auf möglichst einfache Weise zu verstehen. Fassen wir zusammen, worum es in diesem Artikel gehen wird.

Wie das Internet eine Webseite von einem Server zu Ihrem Browser sendet

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das DNS die Art und Weise ist, wie wir einen lesbaren Domänennamen in die daraus resultierende Internetprotokoll (IP)-Adresse umwandeln, die er darstellt. Obwohl dies oberflächlich betrachtet eine einfache Aufgabe zu sein scheint, ist dies bei weitem nicht der Fall.

Jede Website befindet sich auf einem Server, und jeder Server (und damit jeder Computer) hat eine IP-Adresse. Das DNS ist das System, das die IP-Adressen den Domänennamen zuordnet, damit wir benutzerfreundlich surfen können. Stellen Sie sich als Analogie dazu vor, dass ein Straßenname und eine Hausadresse eigentlich eine Reihe von Kartenkoordinaten sind. Wir verwenden Straßenadressen, um den Längen- und Breitengrad eines Ortes zu vereinfachen.

Wenn Sie eine IP-Adresse in einen Domänennamen umwandeln (und umgekehrt), spricht man von DNS-Auflösung. In dieser Kette gibt es eine Reihe von Hardwarekomponenten, insbesondere vier verschiedene Arten von Servern. Lassen Sie uns diese als nächstes besprechen.

Die 4 DNS-Server, die Webseiten abrufen und laden

Jede DNS-Anfrage und -Auflösung durchläuft vier Server. Hier sind sie, in aller Kürze:

  • DNS-Recursor. Dies ist der "Wasserträger" für das gesamte DNS. Wenn Sie eine Website von Ihrem Browser aus aufrufen, weisen Sie den Rekursor an, die Website im DNS zu suchen (oder "nachzuschlagen").
  • Der Root-Nameserver. Bei einem Webserver, der viele Websites enthält, repräsentiert der Root-Nameserver das Ganze. Er ist der allgemeine Standort der IP-Adresse.
  • Der Nameserver für die Top-Level-Domain (TLD). Eine Website lebt im Root-Nameserver, aber der TLD-Nameserver gräbt den letzten Teil der IP-Adresse aus: Der Endteil des Hostnamens. Das kann .com, .net oder eine Vielzahl anderer sein.
  • Der maßgebliche Nameserver. Um diesen komplizierten Server zu vereinfachen, handelt es sich um die Referenzbibliothek für die IP-Adresse. Dieser Server sendet die vollständige IP-Adresse zurück an den Rekursor, der wiederum die Website in Ihrem Browser anzeigt.

Eine DNS-Anfrage durchläuft all diese Schritte, sogar mehrmals, bevor die Anfrage aufgelöst wird. Es gibt also viele Stellen in der Kette, an denen eine Abfrage fehlschlagen kann - daher gibt es HTTP-Fehler.

Es lohnt sich jedoch, die Vorder- und Rückseite dieser Kette genauer zu untersuchen. Lassen Sie uns dies als nächstes tun.

Der Unterschied zwischen dem DNS-Recursor und dem autoritativen Nameserver

Sie werden verstehen, dass der Rekursor das Ergebnis einer Abfrage abruft und der Beginn des gesamten DNS-Prozesses ist. Sie werden auch wissen, dass der autoritative Nameserver das Ergebnis dieses Prozesses an den Rekursor zurückgibt. Beide haben jedoch noch weitere Unterschiede, die Sie kennen sollten:

  • DNS-Rekursor. Dieser Server antwortet auf eine DNS-Anfrage. Er ist insofern aktiv, als er den DNS-Eintrag entlang der Kette aufspürt. Während der typische Ansatz für einen Rekursor darin besteht, mehrere Anfragen an die anderen Server zu stellen, kann die Zwischenspeicherung diese Zeit verkürzen. Wir werden später mehr darüber sprechen.
  • Autoritativer Nameserver. Dieser Server verwaltet alle DNS-Einträge. Seine Aufgabe ist es, auf der Grundlage der Informationen, die er von den anderen Servern in der Kette, einschließlich des Rekursors, erhält, auf eine Anfrage zu antworten. Dieser Server sorgt dafür, dass ein Browser eine Website anzeigt. Da er maßgebend ist, muss er keine anderen Quellen konsultieren, um eine Anfrage zu bestätigen - er ist eine Quelle der Wahrheit.

Der autorisierende Nameserver ist zwar der Endpunkt einer DNS-Anfrage, aber das ist nicht immer so. Je nach Anfrage werden Sie auch nach diesem Punkt weitere Nameserver finden.

Wenn sich eine DNS-Anfrage auf eine Subdomain bezieht (z. B. shop.example.com), finden Sie nach dem autoritativen Nameserver einen weiteren Nameserver. Dieser speichert einen CNAME-Eintrag für die betreffende Subdomain.

Theoretisch gibt es keine Begrenzung für die Anzahl der zusätzlichen Nameserver, die von einer Abfrage angefordert werden. In den meisten Fällen wird es jedoch nur einen zusätzlichen Nameserver geben.

Wie eine DNS-Suche funktioniert

Es gibt zwar vier Server, die eine DNS-Suche und -Abfrage verarbeiten, aber es gibt viele Schritte in der Kette, die die Anfrage weiterleiten und Ergebnisse abrufen. So funktioniert der Abfrageprozess:

  • Sie geben einen Domänennamen in Ihren Browser ein. Sobald Sie auf die Eingabetaste klicken, wird die Abfrage von Ihrem Browser und Ihrem Betriebssystem ins Internet übertragen, wo der DNS-Recursor sie empfängt.
  • Der Rekursor leitet diese Abfrage an den Root-Nameserver weiter und führt seine eigene Abfrage durch.
  • Das Ergebnis dieser Abfrage ist der TLD-Nameserver, der an den Rekursor zurückkehrt.
  • Diesmal fragt der Rekursor den TLD-Nameserver ab, der mit der IP-Adresse des autoritativen Nameservers der Domäne antwortet.
  • Der Rekursor sendet eine weitere Abfrage an den maßgeblichen Nameserver, der wiederum mit der IP-Adresse für die ursprüngliche Domänenanfrage antwortet.

Von hier aus sendet der Rekursor das Ergebnis seiner Arbeit zurück an den Webbrowser. Damit ist der DNS-Vorgang abgeschlossen, und der Rekursor kann sich ein paar Millisekunden lang ausruhen! Der Browser verarbeitet dann die HTTP-Anfrage, um die Website im Browser anzuzeigen.

Es gibt viele komplexe und arbeitsintensive Schritte (im Vergleich zu dem, was ein Server leisten kann), und dies geschieht Milliarden Mal pro Sekunde überall auf der Welt. Trotzdem gibt es nur drei Abfragen, die innerhalb eines Lookups stattfinden.

Die Abfragen bei einer DNS-Abfrage

Bei jeder dieser Abfragen gibt es eine Beziehung zwischen dem DNS-Client und dem Server. Obwohl es sich um allgemeine Begriffe handelt, werden wir in unseren Erklärungen auf alle Besonderheiten eingehen:

  • Rekursive Abfrage. Bei dieser Abfrage verlangt der Client, dass der DNS-Recursor entweder mit dem angeforderten DNS-Eintrag oder einer Fehlermeldung antwortet.
  • Iterative Abfrage. Diese Abfrage gibt dem Rekursor die Freiheit, mit dem, was er zurückgibt, eine "beste Vermutung" anzustellen. Wenn es keine Übereinstimmung für eine Abfrage gibt, ist das Ergebnis ein Verweis auf einen niedrigeren autoritativen Server, bis dieser "Pfad" erschöpft ist.
  • Nicht-rekursive Abfrage. Diese Abfrage findet statt, wenn ein DNS-Eintrag im Cache vorhanden ist oder der Rekursor autorisierenden Zugriff auf einen Eintrag hat. Wir werden am Ende des Artikels über Caching sprechen.

In vielen Fällen werden Sie feststellen, dass rekursive und nicht rekursive Abfragen am häufigsten vorkommen. Aus diesem Grund werden Fehlermeldungen angezeigt, und der Suchvorgang kann sehr komplex sein.

Eine Fibel über DNS-Caching

Bei einer nicht-rekursiven Abfrage hat ein Datensatz die Möglichkeit, sich in einem speziellen Cache für DNS-Datensätze zu befinden. Wenn Sie sich mit Caching auskennen, werden Sie verstehen, dass dieser Dateien enthält, auf die Sie regelmäßig zugreifen. Lokale Anwendungen können dies tun, aber der Cache Ihrer Website ist das beste Beispiel:

Hier werden Datensätze für die Dateien Ihrer Website gespeichert, so dass Sie die Anzahl der HTTP-Anfragen niedrig halten können. Das Gleiche ist auch für DNS-Einträge möglich. Dadurch werden die relevanten Einträge näher am Standort Ihres Computers gehalten, so dass Sie eine IP-Adresse schneller abrufen können, als Sie es normalerweise tun würden.

Für Webentwickler ist eine GET-Anfrage das, was der Browser ausgibt. Bei einem Cache überspringt der Rekursor die anderen Server in der Kette und geht entweder direkt zum maßgeblichen Nameserver oder ruft ihn ohne weitere Abfragen ab. Dies ist die typischste nicht rekursive Abfrage, die Sie stellen können.

Tatsächlich finden Sie DNS-Caches in verschiedenen Technologien, z. B. bei Ihrem Internetdienstanbieter (ISP), Ihrem Router und Ihrem lokalen Computer.

Der Cache Ihres Browsers ist die erste Anlaufstelle für einen Rekursor, der nach einem DNS-Datensatz sucht, und daher werden Datensätze in Browsern oft standardmäßig im Cache gespeichert. Ihr Betriebssystem verfügt außerdem über einen DNS-Resolver, der ebenfalls seinen Cache auf DNS-Einträge überprüft.

Auch hier gilt: Wenn das Betriebssystem den Eintrag nicht im Cache hat, sendet es die Anfrage zur Verarbeitung an den Rekursor Ihres Internetanbieters. Beide Rekursoren arbeiten mit den A- und NS-Einträgen Ihrer Domäne, um eine Abfrage aufzulösen, bevor der vollständige Suchprozess stattfindet.

Änderungen an DNS-Einträgen vornehmen: Weiterverbreitung

Apropos, Sie können Änderungen an Ihren A-, NS- oder CNAME-Einträgen bei Ihrer Registrierungsstelle vornehmen. In vielen Fällen dauert es insgesamt bis zu 72 Stunden, bis alle diese Änderungen registriert sind.

Das ist DNS-Propagation, und die Zeit, die dafür benötigt wird, hängt von einer Reihe von Faktoren ab - insbesondere vom TTL-Wert (Time To Live) für einen zugehörigen Eintrag:

Kurz gesagt, bestimmt dieser Wert, wie schnell eine Änderung für einen bestimmten DNS-Eintrag wirksam wird. Ein typischer TTL-Wert liegt bei etwa vier Stunden, und je höher der Wert, desto länger dauert die Weitergabe.

Die Registrierungsstelle legt oft die TTL für Ihre Nameserver fest, so dass Sie oder andere Personen keine Änderungen vornehmen können. Aus diesem Grund müssen Sie oft warten, bis die Übertragung abgeschlossen ist, und Sie sollten ständig auf einer Website wie What's My DNS? nachsehen, wie weit die Übertragung fortgeschritten ist:

Die Lösung besteht darin, die TTL so weit wie möglich festzulegen, bevor Sie sich entscheiden, Ihre DNS-Einträge zu ändern. Natürlich ist die Registrierstelle für Ihre Nameserver verantwortlich, aber Sie haben so viel wie möglich getan, um die Ausbreitungszeit zu verkürzen.

Schlussfolgerung

Wenn Sie glauben, dass der Zugriff auf eine Webseite einfach ist, irren Sie sich. Für den Endbenutzer ist der Vorgang im Grunde genommen einfach. Unter der Haube ist er jedoch viel komplexer und umfasst eine Vielzahl zusätzlicher Server.

In diesem Beitrag haben wir uns mit dem DNS befasst - der Art und Weise, wie das Internet einen Domänennamen in eine IP-Adresse auflöst. Von dort aus kann er zurück zum Browser gehen und als Webseite dargestellt werden. Sie werden jedoch feststellen, dass noch viele andere Prozesse ablaufen, z. B. die Weiterleitung und die Zwischenspeicherung. Zusammen sorgen sie für schnelles und (meist) problemloses Surfen.

Glauben Sie, dass dieser Artikel die Frage beantwortet? "Was ist das DNS?", und wenn nicht, haben Sie weitere Fragen? Wenn ja, dann fragen Sie uns in den Kommentaren unten!

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