Was DNS macht

Der Kurs TCP/IP behandelt, wie Computer sich gegenseitig per Zahl adressieren. Niemand möchte sich Zahlen merken, um Nachrichten zu lesen oder eine E-Mail zu senden, deshalb besitzt das Internet eine Umwandlung von Namen in Zahlen, die hinter fast allem läuft, was Sie online tun: das Domain Name System, oder DNS. Das Cloudflare Learning Center nennt es schlicht „das Telefonbuch des Internets“.

Ein Baum, keine einzelne Liste

DNS wurde laut RFC 1034 rund um „einen einheitlichen Namensraum, der zur Bezeichnung von Ressourcen verwendet wird“ entworfen, organisiert als „Baumstruktur“, in der „jeder Knoten und jedes Blatt des Baums einer Ressourcenmenge entspricht“. In der Praxis hat dieser Baum Schichten, jede zuständig für einen kleineren Ausschnitt der Namen:

• Die Wurzel, an der Spitze des Baums, kennt die Adresse keiner Website, weiß aber, welche Server für jede Top-Level-Domain zuständig sind (.com, .org und so weiter).
• Ein Top-Level-Domain-Server (TLD) kennt Ihre konkrete Website ebenfalls nicht, weiß aber, welcher autoritative Server für diese Domain zuständig ist.
• Ein autoritativer Server besitzt die eigentliche Antwort für eine bestimmte Domain: auf welche IP-Adresse example.org derzeit verweist.
• Ein Resolver (oder Rekursor) ist der Server, den Ihr Gerät tatsächlich fragt. Er übernimmt die Arbeit, den Baum in Ihrem Auftrag hinabzusteigen, und speichert die Antwort dann eine Weile zwischen, damit er nicht bei jeder Anfrage den ganzen Weg wiederholen muss.

Das Cloudflare Learning Center nutzt für denselben Gedanken einen Bibliotheksvergleich: „Der Rekursor lässt sich als Bibliothekar denken, der gebeten wird, ein bestimmtes Buch irgendwo in einer Bibliothek zu finden“, während „der Root-Server der erste Schritt beim Übersetzen (Auflösen) menschenlesbarer Hostnamen in IP-Adressen ist … er dient als Verweis auf andere, spezifischere Orte.“

Eine Abfrage im Detail verfolgen

1. Ihr Mac fragt seinen konfigurierten Resolver, oft betrieben von Ihrem Internetanbieter, Ihrem WLAN-Router oder einem öffentlichen Dienst, nach der Adresse hinter einem Namen.
2. Hat der Resolver die Antwort noch nicht zwischengespeichert, fragt er einen Root-Server, welchen TLD-Server er versuchen soll.
3. Er fragt diesen TLD-Server, welchen autoritativen Server er versuchen soll.
4. Er fragt den autoritativen Server nach der eigentlichen Antwort, gibt diese dann an Ihr Gerät zurück und behält eine zwischengespeicherte Kopie für andere Anfragen.

RFC 1035 legt das genaue Nachrichtenformat für diese Abfragen und Antworten fest und merkt an, dass sie typischerweise über UDP oder TCP auf Port 53 laufen. An dieser Abfrage ist standardmäßig nichts geheim; die nächste Lektion behandelt, wer sie sehen kann und warum das wichtig ist.

$ dig example.com

;; ANSWER SECTION:
example.com.		233	IN	A	104.20.23.154
example.com.		233	IN	A	172.66.147.243

Dieser eine Befehl ist der gesamte Vorgang aus dieser Lektion, der in etwa einer Zehntelsekunde geschieht: Ihr Resolver stieg den Baum hinab (oder lieferte eine zwischengespeicherte Antwort) und gab die numerische Adresse hinter dem Namen zurück.