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Meinels Web-Tutorial: Das Domain Name System - das Telefonbuch des Internets

Webseitennamen versteht der Mensch, IP-Adressen der Computer. Ein Glück, dass es eine Instanz gibt, die dolmetscht.
Adressleiste eines Internetbrowsers Laden...

Das Internet und das World Wide Web sind zwei verschiedene Dinge. Der Grund dafür, warum sie oft in einen Topf geworfen werden, liegt darin begründet, dass das Web die »Killer-App« des Internets ist, sprich: dessen meist genutzter Dienst. Weltweit können Menschen auf mehr als 1,75 Milliarden Webseiten surfen. Damit man aber Webseiten aufrufen kann, müssen die Rechner – also Server, die diese Webseiten hosten – global einen einzigartigen Namen haben, der ebenso für Menschen wie auch für Maschinen gut lesbar sein muss.

Das Problem hierbei ist allerdings, dass die Lesegewohnheiten von Mensch und Computer sehr unterschiedlich sind. Dieses Problem löst das »Domain Name System«, das von vielen überhaupt nicht wahrgenommen wird, aber zu den wichtigsten Internetdiensten schlechthin gehört. Es funktioniert ähnlich wie die Telefonauskunft – zumindest in seiner Wirkung.

Computer verstehen nur Folgen aus Nullen und Einsen, und daher sehen auch Internetadressen nicht anders aus. Ihre genaue Gestalt wird über die gültigen Internetprotokolle IPv4 und IPv6 beschrieben. Eine IPv4-Adresse ist eine weltweit einzigartige Folge aus 32 Nullen und Einsen, die vereinfacht in vier Achterblöcke aufgeteilt und dann im Dezimalsystem mit vier Zahlen von 0 (entspricht der Folge 00000000) bis 255 (entspricht der Folge 11111111) aufgelöst werden können. Die IP-Adresse des Webservers des Hasso-Plattner-Instituts lautet zum Beispiel »144.89.221.22«. Noch komplizierter wird es bei IPv6-Adressen, die aus einer Folge von 128 Nullen und Einsen bestehen. Auch hier gibt es Kurzschreibweisen nach dem Hexadezimalsystem, wie zum Beispiel »E:C64::1342:E3E:FE«

Welche clevere Technik steckt hinter dem Begriff »TCP/IP«? Wie bekommt man Videos ins Netz? Und warum erscheint uns das Internet aus einem Guss, obwohl es aus Milliarden unterschiedlicher Rechner besteht? Das und mehr beleuchtet Informatikprofessor Christoph Meinel alle drei Wochen bei seinem Blick hinter die Kulissen des World Wide Web .
Alle Folgen gibt es hier: »»Meinels Web-Tutorial«

Telefonbuch des Internets

Es ist klar, dass wir Menschen uns kaum verschiedene IPv4-Adressen, geschweige denn IPv6-Adressen merken können. Derart kyrptische Zeichenketten auf Visitenkarten abzudrucken und im Webbrowser einzugeben, wäre im Alltag nicht praktikabel. Menschen benennen Webseiten anders – etwa nach den Namen der Institutionen wie www.hpi.de oder Magazinen wie www.spektrum.de. Mit solchen als Domainnamen bezeichneten Namen können Maschinen wiederum nicht umgehen. Deshalb braucht es einen Übersetzerdienst, der wie ein Telefonbuch zu einer IP-Adresse den zugehörigen Domainnamen und zum Domainnamen die zugehörige IP-Adresse bereitstellt. Ein entsprechender Internetdienst wurde 1983 von Paul Mockapetris eingeführt. Er entwickelte das Client-Server-basierte Domain Name System, das die (alpha-)numerischen IP-Adressen mit den von Menschen genutzten Domainnamen zusammenführt.

Ähnlich wie beim Aufbau einer IP-Adresse sind Domainnamen streng hierarchisch aufgebaut, um sicherzustellen, dass nach gleichen Standards weltweit eindeutige Domainnamen vergeben und dann eindeutigen IP-Adressen zugeordnet werden können. Ein typischer Domainname kann beispielsweise wie folgt aussehen: pc55.open.hpi.de

»pc55« und »open« werden als Subdomains bezeichnet, »hpi« als Domain. Ganz rechts steht die Top-Level-Domain. Sie bestimmt den Domainnamen-»Großraum«, in diesem Fall die Adresse einer Institution in Deutschland. Die Domain ist der Name einer in Deutschland ansässigen Institution; und die Institution kann ihrerseits wiederum Subdomains definieren, um beispielsweise zwischen verschiedenen Abteilungen zu differenzieren. In dem Fall adressiert die Webseite den Rechner 55 bei openHPI, der Institution HPI, die in Deutschland registriert ist.

Damit das funktionieren kann, müssen auf der Ebene der Top-Level-Domain und der Domainnamen zentrale Vergabekriterien angelegt werden. Top-Level-Domains werden daher ausschließlich von der Organisation ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) mit Sitz in Los Angeles vergeben. Bis vor Kurzem gab es nur wenige Top-Level-Domains. Neben den länderspezifischen Domänen, deren Kennung in der ISO3166 festgeschrieben wurde, gab es eine kleine Auswahl von generischen Top-Level-Domains, unter anderem:

.com – für kommerzielle Unternehmen
.org – für internationale Organisationen
.net – für Netzwerkprovider
.edu – für US-Ausbildungseinrichtungen
.gov – für US-Regierungsbehörden

2013 wurde dann der Top-Level-Domain-Namensraum stark erweitert. Zahlreiche Organisationen hatten neue Top-Level-Domains beantragt und so zu einer Explosion des Namensraums beigetragen. Heute kann man Webseiten mit Top-Level-Domains wie .books, .singles, .berlin und vieles mehr nutzen. Die ICANN verwaltet die weltweit genutzten Top-Level-Domains und lizensiert diese an so genannte Registry-Behörden. Die verwalten jeweils alle Domänen unter ihrer Top-Level-Domäne.

Für Deutschland und die Top-Level-Domäne .de ist »DENIC eG« (Deutsches Network Information Center) in Frankfurt am Main als Registry-Behörde zuständig. Sie vergibt auf Antrag die Domainnamen und Internetadressen im deutschen DNS-Namensraum und überwacht, dass es beispielsweise nur eine Webadresse mit dem Namen hpi.de gibt.

Die wichtigste Aufgabe des Domain Name System ist also die Übersetzung des Namens eines Rechners in seine numerische IP-Adresse, so dass jeder andere Rechner, der nur den Namen dieses Rechners kennt, im Internet auf diesen über seine IP-Adresse zugreifen kann. So finden Mensch und Computer gemeinsam, wonach sie suchen.

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