Funktionsweise des World Wide Web

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Domain Name Service

Organisation und Aufbau

Die Organisation des DNS (Domain Name Service) ist hierarchisch aufgebaut. An der obersten Stelle steht ein Root-Server, der alle darunterliegenden TLDs (Top Level Domain) verwaltet. Die TLDs sind in drei Domainbereiche aufgeteilt.



com Kommerzielle Organisationen wie Hewlett-Packard www.hp.com
edu Lehreinrichtungen z.B. Universitäten wie www.berkeley.edu
gov Einrichtungen der amerikanischen Behörden wie www.nasa.gov
net Networking organisations wie die NSFNET ww.nsf.net
org Hauptsächlich non-kommerzielle Organisationen wie www.linux.org
int Internationale Organisationen, wie z.B. die NATO www.nato.int

Den einzelnen TLDs können nun SLDs (Sub Level Domains) wie fh-wedel zugeordnet werden. Zusätzlich können auch noch weitere Subdomains wie stud verwendet werden. Für eine Registrierung der Fh-Wedel Domain wird dabei nur die Domäne fh-wedel.de ohne die Angabe von www angegeben. Standardmäßig ist diese Domain dann unter www.fh-wedel.de erreichbar, da der Provider standardmäßig auf den Webserver der FH-Wedel zugreift, auf den der symbolische Name www zeigt. Sobald die FH-Wedel zusätzliche Subdomains wie stud oder wwwab betreiben möchte, muß sie einen eigenen DNS-Server betreiben. Erst dann sind auch URLs der Form wie http://stud.fh-wedel.de oder http://wwwab.fh-wedel.de möglich
Ein Teil der Domain-Tabelle des DNS-Servers der FH-Wedel sieht folgendermaßen aus.
 
IP-Adresse Symbolischer Name Alias
213.39.232.194 www fhw
213.39.232.195 smirnoff stud, hugo
213.39.233.20 wwwab altbau
213.39.232.194 @  

In der mittleren Spalte befindet sich der "Symbolische Name" der wichtigsten Server im Netzwerk der Fh-Wedel, rechts daneben mögliche Alternativnamen und in der ersten Spalte die zugehörigen IP-Adressen. Die letzte Zeile ist nur für dieses Beispiel ergänzt worden, um den Aufbau von Adressen wie http://ftd.de (Financial Times Deutschland) zu erklären. Wäre diese Zeile auch in der Domain-Tabelle des DNS-Servers der FH-Wedel vorhanden, so wäre die Fh-Wedel nicht nur über http://www.fh-wedel.de sondern auch über http://fh-wedel.de erreichbar.

Die hier eingetragenen Alias-Namen funktionieren natürlich nur innerhalb des Netzwerkes der Fh-Wedel. So kann beispielsweise die Startseite der Fh-Wedel, die von außen unter http://www.fh-wedel.de erreichbar ist, im Fh-Netzwerk einfach mit http://www oder http://fhw aufgerufen werden.

Vorwärtsauflösung

Soll jetzt auf der Grundlage der beschriebenen DNS-Organisation eine Vorwärtsauflösung eines symbolischen Namens wie www.fh-wedel.de zu der zugehörigen IP-Adresse erfolgen, passiert folgendes:



Der Benutzer vor dem Rechner "Workstation" gibt in seinen Webbrowser die URL www.shop.dell.de ein. Da sein Rechner die zu diesem symbolischen Namen zugehörige IP-Adresse nicht auf der Festplatte gecached hat, sendet er eine DNS-Anfrage an den DNS-Server des Providers, über den der Benutzer sich mit dem Internet verbunden hat. Hat dieser DNS-Server die gesuchte IP ebenfalls nicht in seinem Cache liegen, so fragt er einen der ihm bekannten Root-Server, z.B. ns.ripe.net nach der Zuständigkeit für die URL www.shop.dell.de. Der Root-Server gibt daraufhin zurück, dass dns.denic.de für alle de-Seiten zuständig ist. Dieser Ablauf setzt sich solange absteigend fort, bis dem DNS-Server der Server genannt wird, der die Domain www.shop.dell.de hostet und diese unter der IP-Adresse 163.244.64.253 verwaltet. Diese IP-Adresse wird dann an den Rechner "Workstation" weitergegeben, worauf sich der Webbrowser auf diesem Rechner über die erhaltene IP-Adresse die Startseite von www.shop.dell.de aufrufen kann. Der gesamte beschriebene Ablauf kommt in der Regel mit sehr wenig Abfragen aus, da alle DNS-Server über einen Cache verfügen, welcher bereits angefragte IPs zwischenspeichert. Dieses Verfahren beschleunigt den Ablauf erheblich.

Dies ist ein fiktives, an die Vorlesung von Prof. Kaleck angelehntes Beispiel. Als reale Adresse wäre z.B. http://www.langenachtdermuseen.hamburg.de/ denkbar. Hier ist ein ähnlicher Ablauf vorstellbar.

Rückwärtsauflösung

Um die Rückwärtsauflösung eines symbolischen Namens wie www.heise.de zu ermöglichen, wäre die Einführung einer zusätzlichen TLD mit dem Namen in-addr.arpa erforderlich.



In der Praxis geschieht dies folgendermaßen. Der Benutzer vor dem Rechner "Workstation" gibt in seine Kommandozeile einen Befehl wie
"ping -a 193.99.144.71" oder "nslookup 193.99.144.71" ein und erhält daraufhin die Antwort, dass die eingegebene IP der Internetadresse www.heise.de zugeordnet ist. Dafür sendet sein Rechner eine Rückwärtsanfrage an den DNS-Server des Providers, über den sich der Benutzer mit dem Internet verbunden hat. Der DNS-Server des ISP überprüft daraufhin, ob die gesuchte IP bereits in seinem Cache liegt. Ist dies nicht der Fall, fragt der DNS-Server bei einem seiner eingetragenen Rootserver, z.B. bei ns.ripe.net, nach. Dieser gibt zurück, dass ns.plusline.de für die gesuchte IP zuständig ist.



Bevor der DNS-Server des ISP jedoch bei ns.plusline.de direkt nachfragen kann, muß er erst dessen IP durch eine Vorwärtsauflösung ermitteln. Dazu fragt er einen beliebigen bei sich eingetragenen DNS-Server. Dies kann sowohl ein Rootserver als auch ein beliebiger anderer DNS-Server, z.B. dns.denic.de, sein. Als Antwort bekommt er dann die zu ns.plusline.de zugehörige IP, bei der er erst jetzt nach der gesuchten IP 193.99.144.71 nachfragen kann. Die erhaltene Antwort leitet der DNS-Server dann an den Rechner "Workstation" des Benutzers weiter. Für die Rückwärtsabfragen wird die gesuchte IP-Adresse in sich umgedreht und ein in-addr.arpa angehängt. Dies geschieht, da die Hierarchie von IP-Adressen und Host-Namen in der Domain in-adrr.arpa umgekehrt ist.

DNS-Rootserver

Die DNS Rootserver sind die zentralen Instanzen des Domain Systems im Internet , deren Aufgabe die Vorwärtsauflösung von Internetadressen in IP-Adressen ist.



Weltweit existieren zurzeit nur 13 Rootserver (A - M), von denen alleine 10 in den USA stehen. Diese Konzentration ist je nach Standpunkt unterschiedlich dramatisch. Generell läßt sich davon ausgehen, dass ein kurzzeitiger oder teilweiser Ausfall einiger Rootserver nur unmerklich auffallen dürfte, da die meisten Namensauflösungen gar nicht erst an die Rootserver gestellt werden, sondern meistens noch bei den DNS-Servern der Internet-Provider gecached sind.
Aber auch diese Cache-Einträge werden nach festgelegten Zeitlimits gelöscht. Wenn bis dahin nicht wenigstens einzelne Root-Name-Server wieder ansprechbar sind, ist eine Adressierung über Namen nicht mehr möglich.

Name Organisation City, State/Province Country
A Network Solutions, Inc Herndon, VA USA
B Information Sciences Institute,
University of Southern California		 Marina Del Rey, CA USA
C PSINet Herndon, VA USA
D University of Maryland College Park, MD USA
E National Aeronautics and Space Administration Mountain View, CA USA
F Internet Software Consortium Palo Alto, CA USA
G Defense Information Systems Agency Vienna, VA  USA
H Army Research Laboratory  Aberdeen, MD  USA
I NORDUNet  Stockholm  Sweden
J (TBD) Herndon, VA  USA
K RIPE-NCC  London  UK
L (TBD) Marina Del Rey, CA  USA
M WIDE Tokyo  Japan

Die obige Tabelle zeigt neben dem genauen Standort und dem Land zusätzlich die betreibenden Organisationen der DNS-Rootserver.

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