Grundlagen DNS

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Die zentrale Frage, die in diesem Beitrag beantwortet wird, behandelt die Funktionsweise des Internets. Konkret geht es darum, wie das Internet funktioniert und wie eine Internetanfrage vom Webserver zu meinem Rechner nach Hause gelangt.

Funktionsweise des Internets

Das Internet ist kein einheitliches, zusammenhängendes Netzwerk, es stellt lediglich eine Verbindung unterschiedlicher, kleiner Teilnetzwerke dar. Diese Subnetzwerke können unterschiedlich aufgebaut sein, entscheidend ist nur, dass sie die gleiche „Sprache“ sprechen.

Für die Kommunikation der Teilnehmer im Internet muss ein Protokoll verwendet werden, das TCP/IP-Protokoll. TCP/IP besteht eigentlich aus 2 Protokollen und ist die Abkürzung für Transmission Controll Protocol / Internet Protocol. „Protokoll“ selbst bezeichnet eine Ansammlung von Regeln, die Computer verwenden, um über ein Netzwerk miteinander kommunizieren zu können.

Die einzelnen Datenpakete werden nicht als Gesamtpaket durchs Netz versendet, sondern bereits beim Absender in kleine Teilpakete zerteilt, die sich eigenständig den Weg durchs Internet zum Empfänger suchen. Im so genannten Header werden noch Zusatzinformationen zum Paket erfasst. Neben der IP-Adresse des Absenders und Empfängers und der Größe der Datei, werden im Header noch die Informationen mitgeliefert, aus wie vielen Teilpaketen das Gesamtpaket besteht und wie diese zusammengesetzt werden müssen.

Jedes Paket sucht sich eigenständig den Weg durchs Internet. Sind Leitungen unterbrochen oder überlastet, wird auf andere Routen ausgewichen. Beim Empfänger werden die Datenpakete wieder zu einem Gesamtteil zusammengefügt. Durch die Informationen im Header kann überprüft werden, ob alle Teile den Empfänger erreicht haben und wie diese Teile zusammengesetzt werden müssen. Fehlen Teilpakete werden sie neu angefordert. Das Handling der Teilpakete übernimmt das IP-Protokoll. Für die eigentliche Übertragung der Daten ist das TCP-Protokoll zuständig. Es wird als Erstes überprüft, ob die Gegenstelle verfügbar ist und wenn ja, wird die Verbindung aufgenommen. Ist alles O.K. geht die Gegenstelle in Empfangsbereitschaft und die Pakete werden übermittelt.

Jeder Internetdienst ist unter einem speziellen Port erreichbar. Ports sind vergleichbar mit einer Nebenstelle einer Telefonanlage. Dadurch wird es möglich gleichzeitig mit unterschiedlichen Internetdiensten zu arbeiten, z.B. im Internet zu surfen, E-Mails abzurufen und eine Datei über FTP zu downloaden. Beispielsweise ist http üblicherweise über den Port 80 zu erreichen. Wird nicht der Standardport für einen Internetdienst verwendet, muss der verwendete Port in der Adressierung mit angegeben werden.

Jeder Computer, der mit dem Internet Verbindung aufnimmt, benötigt eine weltweit eindeutige Adresse, unter der er angesprochen werden kann. Wir sprechen von der so genannten IP-Adresse. Jede IP-Adresse im Internet ist einmalig. Die IP-Adressen werden durch die Network Information Center (NIC) zentral vergeben. Jedes Land und jeder Provider erhält einen Pool an Adressen, die an die einzelnen Teilnehmer zugewiesen werden können. Entweder erhält der Teilnehmer vom Provider eine fixe IP-Adresse (statische IP), oder sie wird ihm bei jeder Interneteinwahl neu zugewiesen (dynamische IP).

Diese IP-Adressen werden für die gesamte Kommunikation im Internet benötigt.

Da die IP-Adressen für uns schwer merkbar sind, werden wir die Website des IDV folgendermaßen ansprechen:

http://www.idv.edu

Wir sprechen hier von einem Domain Name System.

Die Adressierung mit Domains im Browser wird als URL bezeichnet ( = Uniform Ressource Locator). Die Schrägstriche nach der Protokollangabe stellen immer normale Schrägstriche (//) dar. Das Internet ist ursprünglich aus der Unix-Welt heraus entstanden, daher hat auch der Backslash (\) aus der DOS-Welt hier nichts verloren.

http:// www idv edu

das verwendete Protokoll World Wide Web Serverbezeichnung Top-Level-Domain Tab. 2.1/1: Aufbau einer URL

Intern wird diese Adressierungsweise in die obige IP-Adresse umgewandelt und die Anfrage abgesendet. Damit der Computer die zugehörige IP findet, sendet er zuerst eine Anfrage an einen so genannten Domain Name Server, auf dem die Domains samt zugehöriger IP-Adresse gespeichert sind. Da die Anzahl der IP-Adressen aber beschränkt ist, gibt es bestimmte Adressbereiche, die für private Netzwerke reserviert sind. Diese Adressen werden im Internet niemals verwendet. Da diese IP-Adressen nur im privaten Netz verwendet werden, können alle privaten Netze die gleichen Adressbereiche verwenden. Das zurzeit verwendete IP-Protokoll IPv4 bietet einen Adressraum für etwa 4 Milliarden IP-Adressen. Da sich die Zahl der Internetbenutzer aber kontinuierlich erhöht, werden die zur Verfügung stehenden Adressen mittlerweile knapp. Um dieses Problem zu lösen, wird seit 1995 das Nachfolger-Protokoll IPv6 entwickelt, das statt 32 Bit nun 128 Bit verwendet.

Für jeden Internetdienst wird ein spezielles Protokoll benötigt. Diese Protokolle bauen alle auf TCP/IP auf.

• WWW http – hyper text transfer protocol http://
• FTP ftp – file transfer protocol ftp://...
• E-Mail smtp – simple mail transfer protocol /
• pop3 - post office protocol 3
• IMAP – Internet message access protocol mailto://…
• Usenet nntp – network news transfer protocol news://…
• Telnet telnet telnet://…

Jede Internetadresse endet mit einer Top-Level-Domain. Es wird zwischen organisatorischen und geografischen Domains unterschieden.

Topleveldomains (TLD)

• .com Bezeichnet eine kommerzielle Organisation
• .edu Bildungseinrichtungen
• .gov Regierungseinrichtungen (USA)
• .mil Militär (USA)
• .net Netzbetreiber, Internetprovider
• .org Organisation, die in keine der obigen Gruppen passt

Countrycode Topleveldomain (ccTLD)

• .at Österreich
• .de Deutschland
• .fr Frankreich
• .uk Großbritannien
• .eu Europäische Union

Eine detaillierte Auflistung der TLDs ist unter http://de.wikipedia.org/wiki/Top-Level-Domain zu finden. In den USA werden ausschließlich gTLDs verwendet, eine .us-Domain gibt es nicht. Generell ist die Bereichseinteilung nicht unbedingt zwingend. Manche ccTop-Level-Domains enthalten zusätzlich eine Sub-TLD. Beispielsweise steht .co.at für ein österreichisches Unternehmen oder .gv.at für eine österreichische Regierungseinrichtung.

Literatur

Weiterführende Links

• http://de.wikipedia.org/wiki/Top-Level-Domain
• Johannes Kepler Universität
• MUSSS-Moodle