DNS - Domain Name System
Das Domain Name System, kurz DNS, ist ein System zur Auflösung von Computernamen in IP-Adressen und umgekehrt. Domain-Namen dienen dazu, um Computer, die mit kaum merkbaren IP-Adressen adressiert sind, richtige Namen zu geben und gleichzeitig in eine hierarchische Struktur zu unterteilen. Das DNS kümmert sich im Hintergrund um die Zuordnung von IP-Adresse zu Domain-Name.
DNS geht auf die Datei hosts zurück, deren Inhalt zur Namensauflösung im ARPANET diente und händisch gepflegt werden musste. Mit zunehmender Anzahl der Hosts im ARPANET wuchst der Bedarf für ein verteiltes und hierarchisches System zur Auflösung von Computernamen in IP-Adressen und umgekehrt.
DNS kennt keine zentrale Datenbank. Die Informationen sind auf vielen tausend Nameservern (DNS-Server) verteilt.
Domain-Name
Computernamen, die mit DNS in IP-Adressen aufgelöst werden, nennen sich Domain-Namen und haben eine bestimmte Struktur. Sie wird als Uniform Resource Locator (URL), zu Deutsch "einheitliche Angabeform für Ressourcen", bezeichnet. Die für DNS verwendeten URLs bestehen aus drei oder mehr Teilen:
| Computername (Host oder Dienst) | Second-Level-Domain (SLD) | Top-Level-Domain (TLD) |
|---|---|---|
| www. ftp. |
elektronik-kompendium. elektronik-kompendium. |
de de |
Manchmal befindet sich zwischen der Second-Level-Domain (SLD) und dem Computernamen eine Sub-Level-Domain (Subdomain).
| Computername (Host oder Dienst) | Sub-Level-Domain (Subdomain) | Second-Level-Domain (SLD) | Top-Level-Domain (TLD) |
|---|---|---|---|
| www. | dse-faq. | elektronik-kompendium. | de |
Eine URL wird immer von hinten nach vorne gelesen. Dort beginnt die Adresse mit der Top-Level-Domain (TLD). Unterschieden wird zwischen zwei Typen von Top-Level-Domains. Geografische Top-Level-Domains, die Ländercodes die nach ISO 3166-1 definiert und in Englisch als Country-Code Top-Level-Domains (ccTLD) bekannt sind. Dann gibt es noch die organisatorischen oder generischen Top-Level-Domains (Generic Top-Level-Domain, gTLD).
An letzter Stelle, jedoch nicht zwingend erforderlich, steht der Computername oder Hostname, der meistens auf einen Dienst hindeutet.
Die einzelnen Unterteilungen bzw. Ebenen werden durch Punkte voneinander getrennt. Zur Vervollständigung hat eine URL ein vorangestelltes Kürzel, das den verwendeten Dienst kennzeichnet (http:// oder ftp://). Es handelt sich dabei um eine optionale Angabe, die auch nur für Anwendungsprogramme wichtig ist.
Geografische Top-Level-Domains (TLD)
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Organisatorische Top-Level-Domains (TLD)
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Nach der Top-Level-Domain (TLD) folgt die Second-Level-Domain (SLD), die einen beliebigen, aber unter der Top-Level-Domain einzigartigen Namen haben kann. Das jeweilige, für die Top-Level-Domain verantwortliche NIC verwaltet die Second-Level-Domains. Für .de (Deutschland) ist das die Denic. Einige Länder bilden Second-Level-Domains unterhalb des Ländercodes ähnlich der generischen Top-Level-Domains (z. B. .co.uk).
Unterhalb der Second-Level-Domain können weitere Sub-Level-Domains (Subdomains) vorhanden sein, für die der Inhaber der Second-Level-Domain verantwortlich ist.
Nameserver / DNS-Server
Ein DNS-Server tritt niemals alleine auf. Es gibt immer einen Primary und einen Secondary Nameserver. Sie sind voneinander unabhängig und redundant ausgelegt, so dass mindestens immer ein Server verfügbar ist. Der Secondary Nameserver gleicht in regelmäßigen Abständen seine Daten mit dem Primary Nameserver ab und dient so als Backup-Server.
Damit nicht bei jeder DNS-Anfrage das Netzwerk belastet werden muss, hat jeder DNS-Server einen Cache, in dem er erfolgreiche DNS-Anfragen speichert. Bei wiederholtem Aufruf holt er bereits erfolgreich aufgelöste Domain-Namen aus dem Cache. Die gespeicherten Daten haben eine Lebensdauer (Time-To-Live, TTL) von ca. 2 Tagen. Wird eine IP-Adresse durch den Umzug eines Domain-Namens geändert, ist die Domain nach spätestens 2 Tagen wieder im ganzen Internet erreichbar.
Neben den ganz normalen DNS-Servern gibt es auch die Root-Server, von denen es weltweit nur 13 Stück gibt. 10 davon stehen in den USA. Die 3 anderen befinden sich in London, Stockholm und Tokio.
Resolver / DNS-Client
Der DNS-Client (Resolver) ist direkt in TCP/IP integriert und steht dort als Software-Bibliothek für die DNS-Namensauflösung zur Verfügung. Der DNS-Client wird als Resolver bezeichnet und ist der Mittler zwischen DNS und dem Anwendungsprogramm. Der Resolver wird mit den Funktionen "gethostbyname" und "gethostbyaddr" angesprochen. Er liefert die IP-Adresse eines Domain-Namens bzw. dem Haupt-Domain-Namen einer IP-Adresse zurück.
Damit der Resolver arbeiten kann benötigt er die IP-Adresse von einem, besser von zwei DNS-Server, die in den TCP/IP-Einstellungen eingetragen oder über DHCP angefordert werden müssen.
Ablauf der Namensauflösung
Grundsätzlich wird zwischen der rekursiven und der iteraativen Namensauflösung unterschieden. Einer der beiden Abfragetypen wird zusammen mit dem Domain-Namen an den Resolver übermittelt.
Rekursion
Die rekursive Abfrage ist für den Resolver die einfachste Art der Namensauflösung. Er übergibt diese Aufgabe komplett an den angesprochenen DNS-Server. Wenn dieser den Domain-Namen nicht auflösen kann, fragt er selber bei weiteren DNS-Servern nach, bis der Domain-Name aufgelöst ist und die Antwort zurückgeliefert werden kann. Der Resolver übergibt die Antwort dann an das Anwendungsprogramm.
Iteration
Die iterative Abfrage an den DNS-Server liefert nur die Adresse des nächsten abzufragenden DNS-Servers zurück. Der Resolver muss sich dann um die weiteren Anfragen kümmern, bis der Domain-Name vollständig aufgelöst ist.
Protokoll
DNS ist auf der Anwendungsschicht des OSI-Schichtenmodells angeordnet. Deshalb nutzt es zur Übertragung TCP und UDP auf dem Port 53. In der Regel verwendet der Resolver das UDP-Protokoll. Wenn die Antwort größer als 512 Byte ist, werden nur 512 Byte übertragen. Anschließend muss der Resolver seine Anfrage noch mal über TCP wiederholen, damit die Antwort in mehrere Segmente aufgeteilt werden kann. Der Datenaustausch zwischen dem Primary und Secondary DNS-Server wird ausschließlich mit TCP geregelt.
Übersicht: Namensauflösung
- Namensauflösung
- hosts
- lmhosts
- WINS - Windows Internet Name Service
- PNRP - Peer Name Resolution Protocol
- DynDNS
Weitere verwandte Themen:
- TCP/IP
- TCP - Transmission Control Protocol
- UDP - User Datagram Protocol
- Top-Level-Domain-Datenbank
- Verzeichnisdienste (X.500)
- Internet
- ENUM - tElephone NUmber Mapping
- URL - Uniform Resource Locator