Was ist DNS? Eine Einführung in das Domain Name System

Wenn Sie an Ihrem Computer sitzen, scheint das Internet einfach zu sein. Sie öffnen einen Browser, geben den Domainnamen ein und sehen die Website auf Ihrem Bildschirm. Unter der grafischen Benutzeroberfläche (GUI) befindet sich jedoch ein ausgedehntes Netzwerk aus Software und Servern, das als Domain Name System (DNS) bekannt ist. Was ist jedoch DNS und wie hilft es uns, das Web auf unseren Geräten anzuzeigen?

Die Antwort darauf ist aufgrund der großen Anzahl beweglicher Teile komplex. Sie werden feststellen, dass fast jedes Glied in der Kette einen Server verwendet. Darüber hinaus gibt es Techniken, die Ihnen helfen, die Engpässe zu reduzieren, die Ihre schnellen Seitenladegeschwindigkeiten untergraben können.

In diesem Beitrag werden wir Ihnen dabei helfen, DNS so einfach wie möglich zu verstehen. Lassen Sie uns zusammenfassen, was dieser Artikel abdecken wird.

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

Zusammenfassend ist das DNS die Art und Weise, wie wir einen lesbaren Domänennamen in die resultierende Internet Protocol (IP)-Adresse konvertieren, die er darstellt. Während dies oberflächlich wie eine einfache Aufgabe erscheint, ist es bei weitem nicht der Fall.

Jede Website befindet sich auf einem Server, und jeder Server (und eigentlich auch jeder Computer) hat eine IP-Adresse. Das DNS ist das System, das IP-Adressen Domänennamen zuordnet, sodass wir benutzerfreundliches Surfen genießen können. Stellen Sie sich als Analogie vor, wie ein Straßenname und eine Hausadresse in Wirklichkeit eine Reihe von Kartenkoordinaten sind. Wir verwenden Straßenadressen, um den Längen- und Breitengrad eines Standorts zu vereinfachen.

Wenn Sie eine IP-Adresse in einen Domainnamen umwandeln (und umgekehrt), handelt es sich um eine „DNS-Auflösung“. In dieser Kette gibt es eine Reihe von Hardwarekomponenten, nämlich vier verschiedene Servertypen. Lassen Sie uns diese als nächstes besprechen.

Die 4 DNS-Server, die Webseiten abrufen und laden

Jede DNS-Anfrage und -Auflösung läuft über vier Server. Hier sind sie in Kürze:

• DNS-Rekursor. Dies ist der „Wasserträger“ für das gesamte DNS. Wenn Sie eine Website von Ihrem Browser anfordern, weisen Sie den Recursor an, die Website im DNS zu finden (oder „nachzuschlagen“).
• Der Root-Nameserver. Wenn Sie einen Webserver betrachten, der viele Sites enthält, repräsentiert der Root-Nameserver das Ganze. Es ist der allgemeine Standort der IP-Adresse.
• Der Nameserver der Top-Level-Domain (TLD). Eine Website befindet sich innerhalb des Root-Nameservers, aber der TLD-Nameserver gräbt den letzten Teil der IP-Adresse aus: Den Endteil des Hostnamens. Das können .com, .net oder unzählige andere sein.
• Der maßgebliche Nameserver. Um diesen komplizierten Server einfach zu machen, ist es die Referenzbibliothek für die IP-Adresse. Dieser Server sendet die vollständige IP-Adresse an den Recursor zurück, der wiederum die Seite in Ihrem Browser anzeigt.

Eine DNS-Abfrage durchläuft alle diese Schritte, sogar mehrere Male, bevor die Abfrage aufgelöst wird. Daher gibt es viele Punkte in der Kette, die dazu führen können, dass eine Abfrage fehlschlägt – daher haben wir 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. Im Gegenzug wissen Sie auch, dass der maßgebliche Nameserver das Ergebnis dieses Prozesses an den Rekursor zurückgibt. Beide haben jedoch weitere Unterschiede, die Sie kennen müssen:

• DNS-Rekursor. Dieser Server antwortet auf eine DNS-Abfrageanforderung. Es ist insofern aktiv, als es 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 das Caching diese Zeit verkürzen. Wir werden später mehr darüber sprechen.
• Autorisierender Nameserver. Dieser Server enthält alle DNS-Einträge. Seine Aufgabe ist es, auf eine Anfrage basierend auf den Informationen zu antworten, die er von den anderen Servern in der Kette, einschließlich des Rekursors, erhält. Es ist dieser Server, der es einem Browser ermöglicht, eine Website anzuzeigen. Da es maßgeblich ist, muss es keine anderen Quellen konsultieren, um eine Abfrage zu validieren – es ist eine Quelle der Wahrheit.

Obwohl der autoritative Nameserver der Endpunkt für eine DNS-Anfrage ist, wird dies jedoch nicht immer so sein. Je nach Anfrage finden Sie nach diesem Punkt auch weitere Nameserver.

Wenn eine DNS-Abfrage für eine Subdomain (z. B. shop.example.com) gilt, werden Sie feststellen, dass nach dem autoritativen Nameserver ein zusätzlicher Nameserver vorhanden ist. Dieser speichert einen CNAME -Eintrag für die betreffende Subdomain.

Theoretisch ist die Anzahl der zusätzlichen Nameserver, die eine Abfrage anfordert, unbegrenzt. Meistens wird es jedoch nur einen zusätzlichen Nameserver geben.

Wie eine DNS-Suche funktioniert

Während es vier Server gibt, die eine DNS-Suche und -Abfrage verarbeiten, gibt es viele Schritte in der Kette, die die Abfrage weiterleiten und Ergebnisse abrufen. So funktioniert der Suchvorgang:

• Sie geben einen Domänennamen in Ihren Browser ein. Sobald Sie auf die Eingabetaste klicken, leitet die Abfrage von Ihrem Browser und Betriebssystem (OS) ins Internet, wo der DNS-Rekursor 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 zurückgegeben wird.
• Diesmal fragt der Recursor den TLD-Nameserver ab, der mit der IP-Adresse des autoritativen Nameservers der Domäne antwortet.
• Der Recursor sendet eine weitere Anfrage an den autoritativen Nameserver, der wiederum mit der IP-Adresse für die anfängliche Domainanfrage antwortet.

Von hier aus sendet der Rekursor das Ergebnis seiner Arbeit an den Webbrowser zurück. Damit ist der DNS-Prozess abgeschlossen und der Rekursor kann einige Millisekunden ruhen! Der Browser verarbeitet dann die HTTP-Anfrage, um die Seite im Browser anzuzeigen.

Es gibt viele komplexe und arbeitsintensive Schritte (im Vergleich zu dem, was ein Server leisten kann), und dies geschieht milliardenfach pro Sekunde auf der ganzen Welt. Trotzdem finden innerhalb einer Suche immer nur drei Abfragen statt.

Die Abfragen, die Sie in einer DNS-Suche finden

Bei jeder dieser Abfragen besteht eine Beziehung zwischen dem DNS-Client und dem Server. Obwohl dies allgemeine Begriffe sind, werden wir in unseren Erläuterungen auf Besonderheiten hinweisen:

• Rekursive Abfrage. Bei dieser Abfrage fordert der Client an, dass der DNS-Recursor entweder mit dem angeforderten DNS-Eintrag oder einer Fehlermeldung antwortet.
• Iterative Abfrage. Diese Abfrage gibt dem Rekursor die freie Lizenz, mit dem, was er zurückgibt, eine "beste Vermutung" anzustellen. Wenn es für eine Abfrage keine Übereinstimmung gibt, ist das Ergebnis ein Verweis auf einen autoritativen Server auf niedrigerer Ebene, bis dieser „Pfad“ erschöpft ist.
• Nicht rekursive Abfrage. Sie werden feststellen, dass diese Abfrage erfolgt, wenn ein DNS-Eintrag im Cache vorhanden ist oder der Rekursor autoritativen Zugriff auf einen Eintrag hat. Wir werden gegen Ende des Artikels über das 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 komplex sein.

Eine Einführung in das DNS-Caching

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

Dadurch werden Datensätze für die Dateien Ihrer Website gespeichert, sodass Sie die Anzahl der HTTP-Anforderungen gering halten können. Dasselbe ist auch für DNS-Einträge möglich. Dadurch bleiben die relevanten Datensätze näher am Standort Ihres Computers, sodass Sie eine IP-Adresse schneller abrufen können, als Sie es normalerweise tun würden.

Für Webentwickler ist eine GET -Anforderung das, was der Browser ausgibt. Mit einem Cache schneidet der Recursor die anderen Server in der Kette aus und geht entweder direkt zum autoritativen Nameserver oder ruft ihn ohne weitere Abfragen ab. Es ist die typischste nicht-rekursive Abfrage, die Sie machen können.

Tatsächlich finden Sie DNS-Caches über mehrere Technologien hinweg, wie z. B. Ihren Internetdienstanbieter (ISP), Ihren Router und Ihren lokalen Computer.

Sie werden feststellen, dass Ihr Browser-Cache die erste Anlaufstelle für einen Rekursor ist, der nach einem DNS-Eintrag sucht, und daher speichern Browser Einträge häufig als Standardeinstellung. Ihr Betriebssystem verfügt auch über einen DNS-Resolver, der auch seinen Cache auf einen DNS-Eintrag überprüft.

Wenn das Betriebssystem den Datensatz nicht in seinem Cache enthält, sendet es die Abfrage erneut zur Verarbeitung an den Recursor Ihres ISPs. Diese beiden Rekursoren arbeiten mit den A- und NS -Einträgen Ihrer Domain, um zu versuchen, eine Abfrage zu lösen, bevor der vollständige Suchvorgang stattfindet.

Änderungen an DNS-Einträgen vornehmen: „Propagation“

Apropos, Sie können bei Ihrem Registrar Änderungen an Ihren A- , NS- oder CNAME- Einträgen vornehmen. In vielen Fällen dauert dies insgesamt bis zu 72 Stunden, bevor alle diese Änderungen registriert werden.

Dies ist die DNS-Propagation, und die dafür benötigte Zeit hängt von einer Reihe von Faktoren ab – nämlich dem Time To Live (TTL)-Wert für einen zugehörigen Datensatz:

Kurz gesagt bestimmt dies, wie schnell eine Änderung für einen bestimmten DNS-Eintrag wirksam wird. Eine typische TTL beträgt etwa vier Stunden, und je höher der Wert, desto länger dauert diese Ausbreitung.

Der Registrar legt häufig die TTL für Ihre Nameserver fest, und daher können Sie oder andere keine Änderungen vornehmen. Aus diesem Grund müssen Sie oft warten, bis die Verbreitung abgeschlossen ist, und warum überprüfen Sie ständig eine Site wie What's My DNS? um seinen Fortschritt zu messen:

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

Fazit

Wenn Sie der Meinung sind, dass der Zugriff auf eine Webseite einfach ist, denken Sie noch einmal darüber nach. Für den Endbenutzer ist der Prozess im Kern einfach. Unter der Haube ist es jedoch viel komplexer und umfasst eine Vielzahl zusätzlicher Server.

Dieser Beitrag hat sich das DNS angesehen – die Art und Weise, wie das Internet einen Domainnamen nimmt und ihn in eine IP-Adresse auflöst. Von dort aus kann es zurück zum Browser gehen und als Webseite gerendert werden. Sie werden jedoch feststellen, dass auch viele andere Prozesse ablaufen, wie z. B. Propagation und Caching. Zusammen ermöglichen sie uns ein schnelles und (meistens) störungsfreies Surfen.

Glauben Sie, dass dieser Artikel die Frage beantwortet: „Was ist das DNS?“, und wenn nicht, haben Sie weitere Fragen? Wenn ja, fragen Sie im Kommentarbereich unten nach!