4. Domain Name System (DNS)

Das Domain Name System (DNS) ist einer der wichtigsten Dienste in vielen IP-basierten Netzwerken. Seine Hauptaufgabe ist die Beantwortung von Anfragen zur Namensauflösung.

Das DNS funktioniert ähnlich wie ein Telefonbuch: Der Benutzer kennt den Namen der Domäne – zum Beispiel www.birdgraphics.ch. Diesen sendet er als Anfrage ins Internet. Die Domäne wird dann vom DNS in die zugehörige IP-Adresse (die «Anschlussnummer») umgewandelt – zum Beispiel in die IPv4-Adresse 80.74.141.34 – und führt so zum Server, der die Website unter diesem Domainnamen enthält.

Da Menschen sich Namen weitaus besser merken können als Zahlenketten, bietet das DNS einerseits eine Vereinfachung, andererseits können, da Änderungen auf der IP-Ebene weitgehend verborgen bleiben, IP-Adressen (beispielsweise von Web-Servern) relativ risikolos geändert werden.

Mit dem DNS ist auch eine umgekehrte Auflösung von IP-Adressen in Namen (reverse lookup) möglich. In Analogie zum Telefonbuch entspricht dies einer Suche nach dem Namen eines Teilnehmers zu einer bekannten Rufnummer (in der Telekommunikationsbranche als Inverssuche bekannt).

Nameserver sind ähnlich wie Webserver. Sie sind so konfiguriert, dass sie die DNS-Einträge speichern und keine Websites, Dienste oder Anwendungen zur Verfügung stellen.

Man unterscheidet zwischen autoritativen und nicht-autoritativen Nameservern.

Ein autoritativer Nameserver ist verantwortlich für eine Zone. Seine Informationen über diese Zone werden deshalb als gesichert angesehen. Für jede Zone existiert mindestens ein autoritativer Server, der primäre Nameserver. Dieser wird im SOA Resource Record einer Zonendatei aufgeführt. Aus Redundanz- und Lastverteilungsgründen werden autoritative Nameserver fast immer als Server-Cluster realisiert, wobei die Zonendaten identisch auf einem oder mehreren sekundären Name-Servern liegen. Die Synchronisation zwischen primären und sekundären Nameservern erfolgt per Zonentransfer.

Ein nicht-autoritativer Nameserver bezieht seine Informationen über eine Zone von anderen Nameservern, sozusagen aus zweiter oder dritter Hand. Seine Informationen werden als nicht gesichert angesehen. Da sich DNS-Daten normalerweise nur sehr selten ändern, speichern nicht-autoritative Name-Server die einmal angefragten Informationen im lokalen RAM ab, damit diese bei einer erneuten Anfrage schneller vorliegen. Diese Technik wird als Caching bezeichnet. Jeder dieser Einträge besitzt ein eigenes Verfallsdatum (TTL time to live), nach dessen Ablauf der Eintrag aus dem Cache gelöscht wird. Die TTL wird dabei durch einen autoritativen Nameserver für diesen Eintrag festgelegt und wird nach der Änderungswahrscheinlichkeit des Eintrages bestimmt (sich häufig ändernde DNS-Daten erhalten eine niedrige TTL). Das kann unter Umständen bedeuten, dass der Nameserver, wenn Daten geändert wurden, zwischenzeitlich «falsche» Informationen liefert.