DNS (Hierarchie, Verwaltung, Rollen)

Domain Name System (DNS – Hierarchie, Verwaltung, Rollen)

Einleitung

• Jeder mit dem Internet verbundene Rechner besitzt eine IP-Adresse, über die er weltweit erreichbar ist.
• Da sich IP-Adressen schwer merken lassen, werden sprechende Namen (z. B. www.xinux.de) verwendet.
• Die Zuordnung zwischen Name und IP-Adresse übernimmt das Domain Name System (DNS).
• DNS ist eine verteilte, hierarchische Datenbank, die in Zonen aufgeteilt ist.
• Jeder Administrator ist für die eigene Zone verantwortlich, greift aber bei fremden Namen auf andere Server zu.
• Das DNS ist einer der zentralen Dienste des Internets.

DNS-Hierarchie

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• Das DNS ist baumförmig aufgebaut, von der Root-Zone ausgehend über Top-Level- und Second-Level-Domains bis hin zu Subdomains.
• Die Namenshierarchie wird von rechts nach links gelesen:

www.xinux.de.

• Jede Ebene im Baum wird durch eine eigene Zone verwaltet.

Ebene	Beispiel	Zuständigkeit
Root-Zone	.	ICANN / IANA
Top-Level-Domain (TLD)	.de, .com, .org	jeweilige Registry (z. B. DENIC, Verisign)
Second-Level-Domain	xinux.de	Domaininhaber / Provider
Subdomain	www.xinux.de	Administrator der Domain

Ablauf einer Namensauflösung

Comic

Schaubild

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• Ein lokaler Resolver (z. B. 127.0.0.53) sendet eine Anfrage.
• Kann er sie nicht selbst beantworten, fragt er:
  • zuerst einen Root-Server,
  • dann den zuständigen TLD-Server,
  • danach den autoritativen Server der Domain.
• Jeder Server verweist mit sogenannten „Referral“-Einträgen auf die nächste Instanz.

Verwaltung und Zonen

• Das DNS ist dezentral organisiert.
• Jede Organisation verwaltet ihre eigene Zone.
• Die Vergabe von Domains erfolgt über Registrare, die mit den jeweiligen Registrys zusammenarbeiten.
• Die globale Koordination erfolgt durch ICANN und IANA.
• Die Delegation erfolgt durch NS-Records und sogenannte Glue-Records.

Beispiel einer Delegation:

xinux.de.     IN NS    ns1.xinux.de.
xinux.de.     IN NS    ns2.xinux.de.
ns1.xinux.de. IN A     194.59.156.164
ns2.xinux.de. IN A     194.59.156.165

Rollen der DNS-Server

Serverrolle	Aufgabe	Typische Software
Root-Server	Kennt alle TLD-Server weltweit	BIND (Root-Edition), NSD
TLD-Server	Kennt autoritative Server der Second-Level-Domains	Betreiber der jeweiligen Registry (z. B. DENIC)
Autoritativer Server	Beantwortet Anfragen für seine eigene Zone	BIND, Knot, PowerDNS
Caching Resolver	Stellt Anfragen im Auftrag von Clients, speichert Antworten	Unbound, dnsmasq, systemd-resolved
Forwarder	Leitet DNS-Anfragen an übergeordnete Resolver weiter	BIND, dnsmasq
Stub Resolver	Bestandteil des Betriebssystems, leitet lokale Anfragen weiter	glibc, nss-dns

Beispiel einer Abfrage mit dig

• dig +trace +nocomments +nocrypto +nodnssec -t a www.xinux.de

Lokale Befragung des Nameservers

 .           6811    IN  NS  m.root-servers.net.
 .           6811    IN  NS  i.root-servers.net.
 .           6811    IN  NS  b.root-servers.net.
 ...
 ;; Received 239 bytes from 127.0.0.53#53(127.0.0.53) in 0 ms

Befragung eines Root-Servers

 de.         172800  IN  NS  s.de.net.
 de.         172800  IN  NS  f.nic.de.
 ...
 ;; Received 437 bytes from 192.112.36.4#53(g.root-servers.net) in 120 ms

Befragung eines TLD-Servers

 xinux.de.       86400   IN  NS  gaius.tuxmen.de.
 xinux.de.       86400   IN  NS  nyxia.tuxmen.de.
 ;; Received 116 bytes from 194.146.107.6#53(n.de.net) in 220 ms 

Befragung des autoritativen Nameservers

 www.xinux.de.       10  IN  A   194.59.156.162
 xinux.de.           10  IN  NS  gaius.tuxmen.de.
 xinux.de.           10  IN  NS  nyxia.tuxmen.de.
 ;; Received 130 bytes from 194.59.156.164#53(nyxia.tuxmen.de) in 88 ms

Verwaltungsebenen

Ebene	Beispiel	Verantwortlich
Root-Level	.	ICANN, IANA
TLD-Level	.de	DENIC
Domain-Level	xinux.de	Domaininhaber / Provider
Subdomain-Level	www.xinux.de	Domainadministrator

Administrative Rollen

• DNS-Administrator – pflegt Zone und Records.
• Provider/Registrar – registriert Domain und delegiert Nameserver.
• Registry – betreibt TLD-Server.
• ICANN/IANA – übergeordnete Verwaltung der Namensräume.

Wichtigste Resource Records

Typ	Bedeutung	Beispiel
A	IPv4-Adresse	www.xinux.de. IN A 194.59.156.162
AAAA	IPv6-Adresse	www.xinux.de. IN AAAA 2001:db8::1
MX	Mailserver	xinux.de. IN MX 10 mail.xinux.de.
NS	Nameserver	xinux.de. IN NS ns1.xinux.de.
CNAME	Alias	ftp.xinux.de. IN CNAME www.xinux.de.
PTR	Reverse Lookup	162.156.59.194.in-addr.arpa. IN PTR www.xinux.de.
SOA	Start of Authority	xinux.de. IN SOA ns1.xinux.de. admin.xinux.de. (...)

Fazit

• Das DNS ist hierarchisch, redundant und dezentral aufgebaut.
• Jede Zone ist eigenständig verwaltet und durch Delegation mit der nächsthöheren Ebene verbunden.
• Rollen und Verwaltungsebenen sind klar voneinander getrennt und garantieren die weltweite Namensauflösung.