Wie funktioniert DNS?

DNS, oder Domain Name System, ist eine verteilte Datenbank, die menschenlesbare Domainnamen (z.B. google.com) in IP-Adressen (z.B. 172.217.16.14) umwandelt, die Computer verstehen.

Der Prozess der Umwandlung (Auflösung) eines Domainnamens in eine IP-Adresse umfasst mehrere Schritte der Interaktion zwischen verschiedenen Komponenten:

1. Benutzeranfrage: Der Benutzer gibt einen Domainnamen im Browser ein.
2. DNS-Resolver: Das Betriebssystem oder die Anwendung sendet eine Anfrage an einen lokalen DNS-Resolver (oft vom Internetanbieter bereitgestellt oder auf dem lokalen Router/Computer).
3. Resolver-Cache: Der Resolver prüft zunächst seinen lokalen Cache. Wenn die IP-Adresse gefunden wird, wird sie an den Client zurückgegeben. Dies beschleunigt den Vorgang.
4. Root-DNS-Server: Wenn kein Eintrag im Cache vorhanden ist, sendet der Resolver eine Anfrage an einen der 13 Root-DNS-Server (gekennzeichnet durch einen Punkt .). Diese Server wissen, wo die TLD-Server (Top-Level Domain) zu finden sind.
5. TLD-DNS-Server: Der Root-Server leitet den Resolver zum TLD-Server, der für die Top-Level-Domain (z.B. .com, .org, .ru) zuständig ist.
6. Autoritative DNS-Server: Der TLD-Server leitet den Resolver zum autoritativen DNS-Server für die spezifische Domain (z.B. google.com). Dieser Server speichert die DNS-Einträge für diese Domain.
7. Antwort des autoritativen Servers: Der autoritative Server findet den entsprechenden Eintrag (z.B. A-Eintrag für IPv4 oder AAAA-Eintrag für IPv6) und gibt die IP-Adresse an den Resolver zurück.
8. Resolver-Caching: Der Resolver erhält die IP-Adresse, cached sie für eine bestimmte Zeit (TTL - Time To Live) und gibt sie an den Client weiter.
9. Client-Verbindung: Der Client verwendet die erhaltene IP-Adresse, um eine Verbindung zum Webserver herzustellen.

DNS-Server speichern verschiedene Arten von Einträgen:

• A: Wandelt einen Domainnamen in eine IPv4-Adresse um.
• AAAA: Wandelt einen Domainnamen in eine IPv6-Adresse um.
• CNAME: Erstellt einen Alias für einen anderen Domainnamen.
• MX: Bestimmt die Mail-Server, die für die Domain verantwortlich sind.
• NS: Gibt die autoritativen DNS-Server für die Domain an.
• PTR: Wandelt eine IP-Adresse in einen Domainnamen um (wird bei inversen DNS-Anfragen verwendet).

# Beispiel für eine DNS-Anfrage mit dig
dig google.com A

; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> google.com A
;; globale Optionen: +cmd
;; Antwort:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 42650
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

;; PSEUDO-SECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 65494
;; QUESTION SECTION:
;google.com.                    IN      A

;; ANSWER SECTION:
google.com.             300     IN      A       172.217.16.142

;; Query time: 42 ms
;; SERVER: 127.0.0.53#53(127.0.0.53)
;; WHEN: Tue Oct 26 10:00:00 UTC 2023
;; MSG SIZE  rcvd: 55

Dieser hierarchische und verteilte Ansatz macht das DNS skalierbar und ausfallsicher.