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Domain Name System (DNS)

In den vorigen Abschnitten wurde erklärt, wie Informationim Internet von einem auf das andere Gerät, ja vomeinzelnen Anwendungsprogramm zum korrekten Partner findet.Es mag vielleicht noch nicht ganz klar geworden zu sein,was der einzelne (menschliche) Benutzer von Internet-Diensten nun tatsächlich tun muß, und was die Protokollefür ihn automatisch tun. Nun, in der Regel startet derBenutzer ein Anwendungsprogramm für einen Internet-Dienstund gibt gleichzeitig eine Zieladresse (eines mehr oderweniger entfernten) Rechners an. Protokollinterna, z. B.die Absendeadresse, die Paketierung usw., werdenautomatisch eingefügt.
Es hat sich ziemlich früh herausgestellt, daß menschlicheBenutzer die numerischen IP-Adressen nicht benutzen wollen,sondern aussagekräftige und vor allem merkbare Namenbevorzugen. Außerdem ist es ein großer Nachteil der IP-Adressen, daß aus ihnen keinerlei geographische Informationzu entnehmen ist. Man sieht einer Zieladresse nicht an, obsie in Australien oder im Nebenzimmer lokalisiert ist,außer man kennt zufällig die gewählten Zahlen. Es wurdedaher das Domain Name System entwickelt, das den Aufbau vonRechnernamen regelt. Es ordnet jedem (weltweit eindeutigen)Namen eine IP-Adresse zu. Dabei gibt es einige Varianten.Eine Maschine mit einer IP-Adresse kann mehrere Funktionenhaben und daher auch mehrere Namen, die auf dieseFunktionen hinweisen. Genauso kann eine Maschine (z. B. einRouter) viele IP-Adressen haben aber nur einen Namen.

Die Namen im DNS sind hierarchisch aufgebaut. Das gesamte Internet ist in Domains aufgeteilt, welche wieder durch Subdomains strukturiert werden. In den Subdomains setzt sich die Strukturierung fort. Diese Hierarchie spiegelt sich im Namen wieder. Die entsprechenden Domains werden durch Punkt getrennt. Beispiele:

    mail.e-technik.fh-muenchen.de
    ftp.microsoft.com
Die Top-Level Domain (im Beispiel: de) steht ganz rechts und wird durch den Country-Code abgekürzt (weitere Beispiele: 'at' für Österreich, 'au' für Australien, 'fr' für Frankreich, 'uk' für Großbritannien, ... ). In den USA gibt es aus historischen Gründen allerdings sechs Top Level Domains (außer 'us', was sehr selten benutzt wird):

comKommerzielle Organisationen
edu(education) Schulen und Hochschulen
gov(government) Regierungsinstitutionen
milmilitärische Einrichtungen
netNetzwerk betreffende Organisationen
orgNichtkommerzielle Organisationen
intInternationale Organisationen

arpa

und das alte ARPA-Net bzw. Rückwärts-Auflösung von Adressen

Ende 2000 sind neue TLDs von der ICANN genehmigt worden:

aeroLuftfahrtindustrie
coopFirmen-Kooperationen
museumMuseen
proÄrzte, Rechtsanwälte und andere Freiberufler
bizBusiness (frei für alle)
infoInformationsanbieter (frei für alle)
namePrivate Homepages (frei für alle, aber nur dreistufige Domains der Form <Vorname>.<Name>.name)

Unterhalb der Top-Level Domain treten dann Domains wie 'fh-muenchen' auf, die sich im Rahmen ihrer Organisationen auf diesen Namen geeinigt haben müssen, wie auch über die weitere Strukturierung des Namensraumes, etwa daß Fachbereiche einen Subdomain-Namen bilden (z. B. e-technik). Diese werden wieder strukturiert durch die Namen der einzelnen Lehrstühle und Institute. Als letztes Glied wird der einzelne Rechner mit seinem Hostnamen spezifiziert.
Für die Aufnahme einer Verbindung zwischen zwei Rechnern muß in jedem Fall der Rechnername in eine zugehörige IP- Adresse umgewandelt werden. Aus Sicherheitsaspekten ist es manchmal wünschenswert, auch den umgekehrten Weg zu gehen, nämlich zu einer sich meldenden Adresse den Namen und damit die organisatorische Zugehörigkeit offenzulegen.
Kennt man die Domänenadresse eines Rechners, dann hängt man diese einfach an den Usernamen mit einem At-Zeichen '@' dahinter, z. B.:

    meier@mail.e-technik.fh-muenchen.de
Ein kleiner Vergleich mit einer 'konventionellen' Adresse soll das verdeutlichen.

Stefan Meierentspricht de Benutzerpseudonym (meier)
bei Huberentspricht dem Rechner (mail)
Beispielweg 5entspricht der (Sub-) Domain (e-technik)
81234 Münchenentspricht der (Sub-) Domain (fh-muenchen)
West-Germanyentspricht der (Toplevel-) Domain (de)

Damit das DNS funktioniert muß es Instanzen geben, die Namen in IP-Adressen und IP-Adressen in Namen umwandeln ('auflösen') können. Diese Instanzen sind durch Programme realisiert, die an größeren Maschinen ständig (meist im Hintergrund) im Betrieb sind und 'Nameserver' heißen. Jeder Rechner, der an das Internet angeschlossen wird, muß die Adresse eines oder mehrerer Nameserver wissen, damit die Anwendungen auf diesem Rechner mit Namen benutzt werden können. Die Nameserver sind für bestimmte Bereiche, sogenannte 'domains' oder 'Zonen', zuständig (Institute, Organisationen, Regionen) und haben Kontakt zu anderen Nameservern, so daß jeder Name aufgelöst werden kann.

Komponenten des DNS

Insgesamt sind es drei Hauptkomponenten, aus denen sich das DNS zusammensetzt:
  1. Der Domain Name Space, ein baumartig, hierarchisch strukturierter Namensraum und die Resource Records. Das sind Datensätze, die den Knoten zugeordnet sind.
  2. Name Server sind Programme bzw. Rechner, die die Informationen über die Struktur des Domain Name Space verwalten und aktualisieren. EinNameserver hat normalerweise nur eine Teilsicht des Domain Name Space zu verwalten. Oft wird auch der Rechner, auf dem das Nameserverprogramm läuft, als 'Nameserver' oder 'DNS-Server' bezeichnet.
  3. Resolver sind die Programme, die für den Client Anfragen an den Nameserver stellen. Resolver sind einemNameserver zugeordnet; bei Anfragen, die er nicht beantworten kann (anderer Teilbereich des Domain Name Space). kann er aufgrund von Referenzen andereNameserver kontakten, um die Information zu erhalten.

Die Baumstruktur des DNS soll nun im weiteren untersucht werden. Ausgehend von der Wurzel (Root) folgen die Toplevel Domains. Diese Toplevel Domains spalten sich in weiteren Unterdomains auf.

Der Nameserver des DNS verwaltet also einzelne Zonen, die einen Knoten im DNS-Baum und alle darunterliegenden Zweige beinhalten. Auf jeder Ebene des DNS-Baums kann es Namesever geben, wobei jeder Nameserver seinen nächsthöheren und nächstniedrigeren Nachbarn kennt. Aus Sicherheitsgründen gibt es für jede Zone in der Regel mindestens zwei Nameserver (primary und secondary), wobei beide die gleiche Information halten. Nameservereinträge können nicht nur die Zuordnung Rechnername - IP-Adresse enthalten, sondern (neben anderem) auch weitere Namenseinträge für einen einzigen Rechner und Angaben für Postverwaltungsrechner einer Domain (MX, mail exchange).

Basis des Nameservice bilden die "Root-Nameserver", die für die Top-Level-Domains zuständig sind. Die Mehrheit dieser Server ist in den USA beheimatet:

NameTypBetreiberURL
acomInterNichttp://www.internic.org
beduISI http://www.isi.edu
ccomPSINet http://www.psi.net
deduUMD http://www.umd.edu
eusgNASA http://www.nasa.gov
fcomISC http://www.isc.org
gusgDISA http://nic.mil
husgARL http://www.arl.mil
iintNordUnethttp://www.nordu.net
j(   ) (TBD) http://www.iana.org
kintRIPE http://www.ripe.net
l(   ) (TBD) http://www.iana.org
mintWIDE http://www.wide.ad.jp

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