DNS – das "Domain Name System" – ist wie ein Ortsverzeichnis zu verstehen und „übersetzt“ die für uns gut zu merkenden Domainnamen in für Maschinen lesbare IP-Adressen. Diese werden von Computern zur Kommunikation in Netzwerken verwendet werden.
Wird eine URL in einen Webbrowser eingegeben, wird eine Anfrage an einen DNS-Server gesendet. Dieser sucht dann in einer Datenbank nach der entsprechenden IP-Adresse für den eingegebenen Domainnamen und gibt diese zurück.
Erst wenn die IP Adresse des Web Servers vorliegt, auf dem die Inhalte der Website gehostet werden, kann eine Anfrage an den entsprechenden Webserver erfolgen und die Seite wird geladen.
Was sind IP-Adressen?
Jedes internetfähige Gerät erhält eine individuelle Nummer – die IP Adresse (Internet Protocoll). Mit über 600 Millionen registrierten Domains weltweit und weitaus mehr internetfähigen Geräten, werden täglich eine Vielzahl an IP-Adressen vergeben. Es gibt zwei Adressen: die IPv4 und die IPv6. Die vierte Version des Internet Protocolls stammt aus den 1980er Jahren und besteht in der Regel aus vier 8-Bit-Binärzahlen (32-Bit):
Beispiel:
norules-webdesign.de
IPv4: 136.243.163.113
Binär: 10001000 . 11110011 . 11110011 . 01110001
Da jedoch mittlerweile die Anzahl der Varianten erschöpft ist, wurde Version 6 Ende der 90er Jahre eingeführt. Mit einer Länge von 128 Bit (acht 16-Bit-Binärzahlen) bietet die ehemals unter IP next Generation bekannte Version deutlich mehr Varianten. Ein großer Unterschied zur IPv4: Während die Adressen der v4 rein nummerisch sind, nutzt die IPv6 das Hexadezimalsystem.
Beispiel:
IPv6: 2a01:4f8:d0a:6385::2
Binär: 0010101000000001 . 0000010011111000 . 0000110100001010 . 0110001110000101 . 0000000000000000 . 0000000000000000 . 0000000000000000 . 0000000000000010
Viele IPv6-Adressen belegen jedoch nicht alle verfügbaren 128 Bit. So gibt es Felder, die nur Nullen enthalten. Diese zusammenhängenden 16-Bit Felder werden meist mit zwei Doppelpunkten, wie im obigen Beispiel, abgekürzt. Fehlende Felder werden zusätzlich mit Nullen aufgefüllt.
Komponenten des DNS – die Servertypen
DNS-Resolver
Hierbei handelt es sich um Teil des DNS, der mit dem Client kommuniziert und praktisch als Vermittler fungiert. Der DNS-Resolver initiiert die Abfragen im Auftrag des Endgeräts und kontaktiert verschiedene DNS-Server für die benötigte IP-Adresse.
Root-Nameserver
Die Stamm-Nameserver erkennen die Domainendung – die sogenannte Top-Level-Domain - .de, .com, .org o. ä. und geben die Adresse der entsprechenden Top-Level-Domain-Nameserver (TLD-Nameserver) zurück.
TLD-Nameserver
Diese geben wiederum die Adresse des autoritativen Nameserver weiter, der die IP-Adresse der Domain enthält.
Autoritative Nameserver
Diese Server enthalten die tatsächlichen DNS-Einträge für bestimmte Domainnamen und geben die endgültige IP-Adresse zurück.
Wie funktioniert die Auflösung von Domainnamen?
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Ein Nutzer möchte die Seite „norules-webdesign.de“ aufrufen und gibt die URL in einen Webbrowser ein.
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Die Abfrage wird von einem DNS-Resolver empfangen.
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Dieser leitet die Anfrage weiter zu einem der Root-Server.
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Der Root-Server gibt dem Resolver die Adresse des entsprechenden TLD-Nameservers zurück – in unserem Beispiel .de.
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Der Resolver sendet nun die Anfrage den TLD-Server.
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Dieser antwortet dem Resolver mit der IP-Adresse des Nameservers.
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Der Resolver sendet nun noch eine Anfrage an den Nameserver, der wiederum die endgültige IP-Adresse der Domain - in unserem Beispiel 2a01:4f8:d0a:6385::2 – zurückgibt.
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Hat der DNS-Resolver nun die Adresse der Domain, wird diese an den Browser zurückgegeben.
Erst danach kann der Browser eine HTTP-Anfrage an den Hosting-Server stellen und die Inhalte können geladen werden.
Um es sich anschaulicher vorzustellen:
Wenn man in einem Ortsverzeichnis ein Geschäft sucht, weiß man den Namen des Geschäfts aber nicht die Adresse. Man selbst fungiert hier als DNS-Resolver. Der erste Schritt wäre das Aufschlagen des Ortsverzeichnisses an sich (Root-Server). Da die Einträge alphabetisch geordnet sind, navigiert man zunächst zum entsprechenden Buchstaben (TLD-Server). Hat man den Eintrag (Autoritative Nameserver) gefunden, bekommt man auch die Adresse und kann sich dann auf den Weg dorthin machen (HTTP Request an den Server der Domain).
Quellen
https://docs.oracle.com/cd/E19957-01/
https://www.cloudflare.com/de-de/learning/dns/dns-server-types/
