Was ist DNS? Ein Leitfaden zur Funktionsweise von DNS

Das Domain Name System (DNS) ist ein entscheidendes Element für das Surfen im Internet, aber nur wenige Internetnutzer:innen wissen, wie es funktioniert. Unser Leitfaden zeigt, wie Webbrowser arbeiten und dich an die richtigen Seiten – wie beispielsweise deinen Onlineshop – im Netz führen.

Was ist DNS?

Das Domain Name System (DNS) ist ein Verzeichnisdienst, der Domain-Namen in maschinenlesbare IP-Adressen übersetzt, damit Browser Websites und andere Internetressourcen finden können. Jedes internetfähige Gerät besitzt eine eindeutige IP-Adresse, über die es im Netzwerk auffindbar ist. So müssen sich Nutzer:innen keine komplexen IP-Adressen merken.

Obwohl es viele Webbrowser, Internetdienste (ISPs), Domainregistrare und Web-Hosting-Dienste gibt, gibt es nur einen universellen DNS. Das macht es möglich, Nutzer:innen auf der ganzen Welt dieselbe Webseite zu zeigen, unabhängig davon, welche Tools sie für den Internetzugang verwenden.

Wie funktioniert das DNS?

Das DNS-Verzeichnis übersetzt Hostnamen wie hk81.mmros.shop in IP-Adressen, die Computer zur Kommunikation benötigen. Jede Internetverbindung erhält eine eindeutige IP-Adresse, ähnlich einer Postanschrift. Gibt ein:e Nutzer:in eine Webadresse im Browser ein, wird diese automatisch im Hintergrund in eine maschinenlesbare IP-Adresse umgewandelt, ohne dass weitere Interaktion nötig ist. Dabei durchläuft die Anfrage ein DNS-Protokoll und verschiedene Hardwarekomponenten, bis die passende IP gefunden wird.

Was ist eine DNS-Abfrage?

Eine DNS-Abfrage ist eine Anfrage nach Informationen, die vom Gerät eines Nutzers bzw. einer Nutzerin (DNS-Client genannt) an einen DNS-Server gesendet werden. Die häufigste Art der Abfrage ist eine Anfrage nach der IP-Adresse, die zu einer bestimmten Domain gehört.

Was ist ein DNS-Server?

Ein DNS-Server ist ein Rechner, der Domainnamen in IP-Adressen umwandelt. Die IP-Adressen leiten Webbrowser zu dem Server mit dem von Nutzer:innen angeforderten Inhalt.

Wie funktionieren DNS-Server?

Ein DNS-Server arbeitet mit einem Prozess namens DNS-Auflösung. Ein Client stellt eine DNS-Abfrage nach einem so genannten "A-Eintrag", um einen Domainnamen einer Reihe von IP-Adressen zuzuordnen und den Nutzer:innen die richtige Webseite zu zeigen.

Es gibt vier Arten von DNS-Servern, die am Laden einer Webseite beteiligt sind.

• DNS-Recursor: Ein DNS-Recursor ist der erste Anlaufpunkt einer DNS-Abfrage. Er nimmt Anfragen vom Browser entgegen und fragt anschließend andere Server ab, um die benötigten Informationen zu ermitteln.
  
  
• Root-Nameserver: Der Root-Nameserver ist der erste Server, den der Recursor befragt. Er liefert eine Liste von Top-Level-Domain (TLD)-Nameservern, die die gesuchten Informationen enthalten.
  
  
• TLD-Nameserver: Der TLD-Nameserver verwaltet Informationen zu Domains mit derselben Top-Level-Domain wie .com oder .net. Er verweist den Recursor nach der Root-Server-Abfrage an den passenden autoritativen Nameserver.
  
  
• Autoritativer Nameserver: Ein autoritativer Nameserver liefert die endgültige Antwort auf die DNS-Anfrage, entweder mit der passenden IP-Adresse oder mit einer Fehlermeldung. Der Resolver gibt diese Information an den Browser weiter, damit die Webseite geladen werden kann.

Der DNS-Lookup-Prozess

Ein DNS-Lookup dient dazu, einen Domainnamen in die zugehörige IP-Adresse zu übersetzen. Dabei wird der Weg einer Anfrage vom Browser bis zur Auflösung und zurück verfolgt. Häufig liegen die benötigten Informationen bereits im lokalen Rechner oder in der DNS-Infrastruktur im Cache, wodurch sich der Ablauf verkürzt. Ohne zwischengespeicherte Daten umfasst der Prozess mehrere aufeinanderfolgende Schritte, die nacheinander durchlaufen werden.

1. Ein User tippt „shopify.com“ in die Adresszeile; die Anfrage geht ins Netz und landet beim rekursiven DNS-Resolver.
2. Der Resolver wendet sich zuerst an einen Root-Nameserver.
3. Der Root-Server nennt die Adresse des zuständigen TLD-Nameservers für die Endung (bei shopify.com ist das .com).
4. Anschließend fragt der Resolver den .com-TLD-Nameserver an.
5. Der TLD-Server liefert die IP-Adresse des autoritativen Nameservers der Domain shopify.com.
6. Anschließend stellt der Resolver die Abfrage an diesen autoritativen Nameserver.
7. Der autoritative Nameserver antwortet mit der IP-Adresse von shopify.com.
8. Der Resolver gibt diese IP an den Browser zurück.
9. Mit der IP sendet der Browser eine HTTP-Anfrage an den Webserver.
10. Der Server unter dieser IP liefert die Webseite, die der Browser anzeigt.

Was ist DNS-Caching?

DNS-Caching ist ein Prozess, bei dem ein Client Einträge lokal speichert. Der Client ist normalerweise ein Betriebssystem oder ein Webbrowser. Durch das Caching können diese Klienten Informationen über eine Webseite, die mit einem bestimmten Domainnamen verbunden ist, abrufen – ohne eine DNS-Abfrage durchführen zu müssen.

Das Domain Name System implementiert außerdem eine Time-to-Live (oder TTL) für alle Einträge, die angibt, wie lange ein Eintrag im Cache gespeichert werden kann. Der TTL-Wert wird während des Caching-Prozesses gespeichert, sodass der Eintrag nach einer bestimmten Zeit aus dem Cache gelöscht wird.

Welche Arten von DNS-Abfragen gibt es?

Es gibt drei Arten von DNS-Abfragen: rekursive, iterative und nicht-rekursive.

• Rekursive Abfrage: Bei einer rekursiven Abfrage fordert der DNS-Client den Server auf, entweder die passenden Ressourcendatensätze zu liefern oder eine Fehlermeldung zurückzugeben, falls diese nicht gefunden werden.
  
  
• Iterative Abfrage: Bei einer iterativen Abfrage liefert der DNS-Resolver entweder zwischengespeicherte Einträge oder verweist den Client an andere Nameserver, die der gesuchten Zone näherkommen. Der Resolver fragt diese Server schrittweise ab, bis eine Antwort, ein Fehler oder eine Zeitüberschreitung eintritt.
  
  
• Nicht-rekursive Abfrage: Bei einer nicht-rekursiven Abfrage liefert der Resolver sofort eine Antwort, entweder aus seinem Cache oder weil er für den Eintrag autoritativ ist, ohne weitere Abfragen durchführen zu müssen.

Was ist ein CNAME-Eintrag?

Ein CNAME-Datensatz wird im DNS-Lookup-Prozess verwendet, um einen Alias von einem Domainnamen zu einem anderen zu erstellen.

Ein DNS-Client, der versucht, den Subdomainnamen www.example.com aufzulösen, würde zum Beispiel durch einen CNAME-Eintrag auf die Stammdomain (in diesem Fall example.com) verwiesen.

CNAME-Einträge werden häufig verwendet:

• Umleitung von Nutzer:innen von eigenen Domains auf die primäre Website. Wenn du zum Beispiel die URL gogle.com eingibst, werden die Nutzer:innen trotz des Rechtschreibfehlers zu google.com weitergeleitet.
• Bereitstellung von separaten Hostnamen für bestimmte Netzwerkdienste, die auf verschiedenen Ports laufen. So können z. B. ein FTP-Server (File Transfer Protocol) und ein Webserver auf verschiedenen Ports unter derselben IP-Adresse laufen.
• Registrierung lokalisierter Domains und deren Weiterleitung auf eine Hauptwebsite. Zum Beispiel, wenn deine Hauptwebsite unter example.com gehostet wird und du Nutzer:innen aus example.ca, example.co.uk und example.us auf dieselbe Website umleiten möchtest.

Das DNS ist ein wesentlicher Bestandteil des Internetsurfens

Das Surfen im Internet wäre ohne das Domain Name System (DNS) nicht möglich. Der universelle Charakter des Verzeichnisses ermöglicht es den Browsern, den unüberschaubaren Bestand an Online-Dokumenten zu durchforsten und den Nutzer:innen in einer Zeitspanne von oft weniger als einer Sekunde die richtige Seite zu präsentieren.

Dieser Beitrag erschien ursprünglich im Shopify.com-Blog und wurde übersetzt.