DNS-Records: Wie funk­tio­nie­ren DNS-Einträge?

Das Domain Name System (DNS) sorgt dafür, dass Nutzer eine Domain in den Browser eingeben können und die ge­wünsch­te Website erreichen. Ei­gent­lich kom­mu­ni­zie­ren die Netz­teil­neh­mer nämlich über IP-Adressen. Da diese aber mehr als sperrig sind, gibt man nur den Namen der Website ein und lässt diesen au­to­ma­tisch in die Zif­fern­fol­ge über­set­zen. Wie funk­tio­niert diese Über­set­zung?

Wenn man eine In­ter­net­adres­se in den Browser eingibt, muss das System erst nach­schla­gen, welche IP-Adresse zu dieser Domain gehört. Dies geschieht manchmal bereits im Speicher des eigenen Computers, oft bei den Da­ten­ban­ken des In­ter­net­an­bie­ters oder anderen DNS-Servern und im Zwei­fels­fall über einen der großen Root­ser­ver, die als au­to­ri­tä­re Instanzen über das ganze Domain Name System wachen. Um eine Na­mens­auf­lö­sung durch­zu­füh­ren, muss in den Da­ten­ban­ken der DNS- bzw. Name­ser­ver nach DNS-Einträgen gesucht werden, den so­ge­nann­ten DNS-Records oder Resource Records. Hier ist jeder (dem Server bekannten) IP-Adresse ein Domain-Name zu­ge­ord­net.

Das DNS ist hier­ar­chisch und dezentral aufgebaut. Auf jeder Ebene gibt es Server, die für ihren so­ge­nann­ten Na­mens­raum zuständig sind. Dies bedeutet, dass der Root­ser­ver bei der Recherche nach der IP-Adresse für www.example.com nur insofern hilft, als er weiß, welcher Server für die Top-Level-Domain (TLD) .com ver­ant­wort­lich ist. So werden die einzelnen Ebenen durch­lau­fen, um die Na­mens­auf­lö­sung durch­zu­füh­ren. Das bedeutet: Die IP-Adresse des ei­gent­li­chen Web- oder Mail­ser­vers liegt schließ­lich beim Host selbst. Deshalb ist es für Betreiber von Websites wichtig, das Konzept der Resource Records zu verstehen.

DNS-Einträge befinden sich in erster Linie in Zo­nen­da­tei­en. Im DNS-Kontext be­zeich­net eine Zone einen or­ga­ni­sa­to­ri­schen Bereich. Es ist möglich, dass eine Domain aus einer einzigen Zone besteht. Gerade um­fang­rei­che Domains sind aber oft in mehrere Zonen auf­ge­teilt. Jeder DNS-Server ist für eine Zone zuständig. Möchte ein Client also eine bestimmte Domain aufrufen, guckt der bzw. die DNS-Server in den Zo­nen­da­tei­en nach den ent­spre­chen­den Einträgen und leitet die Anfrage so lange an einen tie­fer­lie­gen­den Server weiter, bis das end­gül­ti­ge Ziel erreicht ist.

Resource Records sind nach einem einfachen System aufgebaut und in ASCII kodiert. Für jeden DNS-Record existiert eine eigene Zeile. Die Einträge folgen in der Regel folgendem Format:

Die je­wei­li­gen In­for­ma­tio­nen werden durch ein Leer­zei­chen von­ein­an­der getrennt, wobei manche Angaben nur optional sind. In be­stimm­ten Ein­trags­ty­pen kommen noch weitere Felder vor. Wofür stehen aber die wich­tigs­ten Record-Felder?

• <name>: Der Name der Domain ist das, was der Nutzer z. B. in seinen Browser eingibt.
• <ttl>: TTL steht für „Time to live“ und be­zeich­net die Zeit (in Sekunden), die ein Eintrag im Cache zwi­schen­ge­spei­chert werden darf. Nach Ablauf der Zeit kann nicht si­cher­ge­stellt werden, dass der Resource Record noch aktuell ist. Die Angabe ist optional.
• <class>: Theo­re­tisch gibt es ver­schie­de­ne Klassen für DNS-Records, praktisch beziehen die Einträge sich aber immer auf das Internet (als IN ge­kenn­zeich­net), weshalb auch diese Angabe optional ist.
• <type>: In einer Zo­nen­da­tei kommen ver­schie­de­ne Typen von Resource Records vor (mehr dazu s. u.).
• <rdlength>: Dieses optionale Feld gibt an, welchen Umfang das an­schlie­ßen­de Datenfeld hat.
• <rdata>: Resource Data sind die In­for­ma­tio­nen, nach denen man den Namen der Domain auflösen möchte, bei­spiels­wei­se die IP-Adresse.

Der DNS-Eintrag für den Webserver von example.com sieht daher so aus:

Ein Client kann den Eintrag für 12.879 Sekunden (knapp drei­ein­halb Stunden) im Cache speichern, bevor die In­for­ma­ti­on erneut vom DNS-Server angefragt werden muss. Es handelt sich um einen DNS-Record im Internet (IN) und einen Typ-A-Eintrag (A). Aufgelöst wird die Domain auf eine IP-Adresse.

Es ist noch eine weitere Notation möglich:

Diese Schreib­wei­se ver­deut­licht, dass der Rechner mit dem Namen www Teil der Domain example.com ist. Auf diese Weise lassen sich auch weitere Rechner wie mail oder ftp unter der Origin-Domain un­ter­brin­gen.

Ein Record-Typ bestimmt, welche Art von In­for­ma­ti­on sich in dem Eintrag befindet. Neben der Auflösung von Domain-Namen nach IP-Adressen haben DNS-Records noch weitere Funk­tio­nen.

Über den Typ A-Record findet der größte Teil der Na­mens­auf­lö­sun­gen im Internet statt. In seinem Datenfeld befindet sich eine IPv4-Adresse. Über diese Einträge ist es bei­spiels­wei­se möglich, dass In­ter­net­nut­zer einen Domain-Namen in den Browser eintragen und der Client eine HTTP-Anfrage an die ent­spre­chen­de IP-Adresse sendet. Da eine IPv4-Adresse immer eine Größe von 4 Byte hat, ist auch der Wert unter rdlength immer 4, falls er angegeben wird.

Ein AAAA-Record, auch als „quad-A“ bekannt, funk­tio­niert genau wie der A-Record, nutzt aber statt einer IPv4-Adresse eine IPv6-Adresse zum Auflösen des Namens. Da IPv6 eine Länge von 128 Bit bzw. 16 Byte hat, ist auch hier die Länge des Da­ten­fel­des fest vor­ge­ge­ben. Die Be­zeich­nung AAAA geht darauf zurück, dass das Datenfeld die vierfache Länge von dem in einem A-Record hat.

SOA steht für Start of Authority. Die Einträge dieses Typs enthalten In­for­ma­tio­nen zur Zone, die durch die Zo­nen­da­tei bzw. den DNS-Server or­ga­ni­siert wird. Dies ist u. a. wichtig beim Zo­nen­trans­fer: Bei diesem werden Zo­nen­da­tei­en auf weitere Server ge­spie­gelt, um Ausfälle zu ver­hin­dern. Der Zo­nen­trans­fer regelt die re­gel­mä­ßi­ge Ver­brei­tung der Ori­gi­nal­da­tei. In einem solchen DNS-Record ist neben der Mail­adres­se des ver­ant­wort­li­chen Ad­mi­nis­tra­tors daher auch eine Se­ri­en­num­mer hin­ter­legt. Diese steigt mit jedem Update der Datei. Hier erfahren Sie mehr über den SOA-Record.

Unter einem CNAME-Record (Canonical-Name-Record) findet man einen Alias, also einen zu­sätz­li­chen Namen, zu einer Domain. Dabei verweist der Eintrag dann auf einen be­stehen­den A- oder AAAA-Record. Das Feld rdata ist bei diesem Typ demnach mit einem Domain-Namen gefüllt, der zuvor in der Datei mit einer IP-Adresse verknüpft wurde. Auf diese Weise können ver­schie­de­ne Adressen auf den gleichen Server verweisen.

Ein MX-Record bezieht sich auf einen Mail Exchange, bzw. einen SMTP-E-Mail-Server. Hier werden ein oder mehrere E-Mail-Server definiert, die zu der ent­spre­chen­den Domain gehören. Wenn man mehrere Mail­ser­ver verwendet, um bei­spiels­wei­se einen Ausfall zu kom­pen­sie­ren, gibt man ver­schie­de­ne Prio­ri­täts­stu­fen an. Auf diese Weise weiß das DNS, in welcher Rei­hen­fol­ge die Kon­takt­ver­su­che ablaufen sollen.

Der PTR-Record (Pointer) ist ein DNS-Record, der einen Reverse-Lookup zulässt. Hierüber kann der DNS-Server auch Auskunft darüber geben, welche Hostnamen zu einer be­stimm­ten IP-Adresse gehören. Zu jeder IP-Adresse, die in A- oder AAAA-Records verwendet wird, existiert demnach auch ein PTR-Record. Die IP-Adresse wird hierbei in um­ge­kehr­ter Rei­hen­fol­ge aufgebaut und zudem mit dem Namen einer Zone versehen.

Im NS-Record, dem Name­ser­ver-Eintrag einer Zo­nen­da­tei, ist die Zu­stän­dig­keit für eine spe­zi­fi­sche Zone geklärt. Deshalb ist dieser Eintrag ob­li­ga­to­risch für jede Zo­nen­da­tei. Dieser Resource Record gibt dem DNS-Server Auskunft darüber, ob er für die Anfrage zuständig ist, er also die be­tref­fen­de Zone or­ga­ni­siert, oder an wen er die Anfrage wei­ter­zu­lei­ten hat.

Der TXT-Record enthält Text, der entweder für mensch­li­che Nutzer als In­for­ma­ti­ons­quel­le gedacht ist oder ma­schi­nen­les­ba­re In­for­ma­tio­nen enthält. Dieser DNS-Eintrag gibt einem Ad­mi­nis­tra­tor die Mög­lich­keit, un­struk­tu­rier­ten Text (im Gegensatz zu den struk­tu­rier­ten Daten der anderen DNS-Records) un­ter­zu­brin­gen. Dazu können z. B. auch Details über das Un­ter­neh­men gehören, das hinter der Domäne steht.

Über den SRV-Record kann ein Server über weitere Services (SRV) in­for­mie­ren. Dazu wird der Dienst inklusive Port, an dem man diesen erreichen kann, angegeben. Zu­sätz­lich ist das ver­wen­de­te Protokoll Teil der Na­mens­nen­nung. Über den DNS-Eintrag kann ein Client bei­spiels­wei­se In­for­ma­tio­nen zu LDAP- oder XMPP-Diensten erhalten.

Über den LOC-Record kann man den Standort des phy­si­ka­li­schen Servers be­kannt­ge­ben. Dafür stehen am Ende des Eintrags Brei­ten­grad, Län­gen­grad, Höhe über dem Mee­res­spie­gel sowie eine Feh­ler­ab­wei­chung.

In der Zo­nen­da­tei (einer simplen Textdatei) sind alle DNS-Records auf­ge­lis­tet. Damit die Daten korrekt ver­ar­bei­tet werden können, müssen bestimmte Vorgaben ein­ge­hal­ten werden. Ansonsten kann das DNS nicht funk­tio­nie­ren und der Client erhält die Feh­ler­mel­dung SERVFAIL. Deshalb hält man sich auch an einen spe­zi­el­len Aufbau: Zunächst wird der Name der Zone angegeben und dann in vielen Fällen die TTL. Die Zeit­an­ga­be direkt hier un­ter­zu­brin­gen, hat den Vorteil, dass in den einzelnen Resource Records die Angabe weg­ge­las­sen werden kann. Die TTL gilt dann global für die ganze Zone.

Der erste DNS-Eintrag ist ein SOA-Record. Ohne diesen ist eine funk­tio­nie­ren­de Zo­nen­da­tei nicht möglich. Umgekehrt gilt: Eine Zo­nen­da­tei ist auch dann gültig, wenn aus­schließ­lich der SOA-Record vorhanden ist. An­schlie­ßend kommen erst Einträge zu den Name­ser­vern und dann die A- und AAAA-Einträge.

Möchte man Kom­men­ta­re in der Datei un­ter­brin­gen, um z. B. anderen Ad­mi­nis­tra­to­ren die Arbeit zu er­leich­tern, verwendet man Se­mi­ko­lons. Am Ende einer Zeile kann man so In­for­ma­tio­nen zu einem DNS-Record machen, ohne dass der Server den Text ver­ar­bei­tet. Um die Einträge zu struk­tu­rie­ren, lassen sich Leer­zei­len einbauen. Auch diese werden vom System beim Auslesen einfach ignoriert. Pro Eintrag nutzt man eine Zeile; ein Zei­len­um­bruch schließt den Eintrag ab. Will man al­ler­dings einen Eintrag über mehrere Zeilen laufen lassen, setzt man Klammern.

Neben den vor­ge­stell­ten gibt es noch viele weitere mögliche Resource-Record-Typen, die man in Zo­nen­da­tei­en finden kann – wenn auch nicht allzu häufig. Die folgende Tabelle stellt alle Typen vor und gibt einen kurzen Einblick in die Funk­tio­nen.