Der DNS-Client unter Linux funktioniert: Eine detaillierte Erklärung

DNS (Domain Name System) ist ein System, das Domänennamen in die entsprechenden IP-Adressen konvertiert. Es spielt eine wichtige Rolle im modernen Internet, indem es Benutzern ermöglicht, auf Websites und andere Ressourcen über ihre Domain-Namen und nicht über IP-Adressen zuzugreifen, an die sie sich leichter erinnern können.

Unter Linux wird der DNS-Client als Teil des Netzwerkstapels des Betriebssystems ausgeführt. Wenn ein Benutzer eine IP-Adresse über einen Domänennamen abrufen möchte, initiiert der DNS-Client den Namensauflösungsprozess.

Der Prozess der Namensauflösung beginnt mit der Überprüfung des lokalen DNS-Caches des Clients. Wenn bereits ein Eintrag für diesen Domänennamen im Cache vorhanden ist, gibt der Client die entsprechende IP-Adresse zurück und der Auflösungsprozess wird beendet. Andernfalls sendet der DNS-Client eine Anfrage an den DNS-Server, um die erforderlichen Informationen abzurufen.

Der Client verwendet UDP oder TCP, um eine DNS-Anforderung zu senden. Zuerst greift der DNS-Client auf den Standard-DNS-Server zu, der in der Datei /etc/resolv angegeben ist.conf. Wenn der Standardserver nicht antwortet oder keinen angeforderten Datensatz aufweist, wechselt der Client ggf. zu einem alternativen DNS-Server.

Wie funktioniert der DNS-Client unter Linux?

Wenn Sie versuchen, eine Webseite zu öffnen oder eine Netzwerkoperation durchzuführen, die eine Adressierung nach Domänennamen erfordert (z. B. Ping google.com ), der DNS-Client unter Linux beginnt zu arbeiten. Zuerst überprüft der DNS-Client die Datei /etc/resolv.conf zum Abrufen von Informationen zu DNS-Servern, die zum Auflösen von Domänennamen verwendet werden sollen.

Wenn in der Datei resolv.conf hat Einträge mit den DNS-IP-Adressen der Server, der DNS-Client verwendet sie für Abfragen. Wenn der erste angegebene DNS-Server jedoch nicht antwortet, wechselt der DNS-Client automatisch zum nächsten DNS-Server in der Liste.

Wenn die Datei resolv ist.conf existiert nicht, der DNS-Client unter Linux verwendet die Werte, die in der Datei /etc/nsswitch angegeben sind.conf, und kann auf die Dateien /etc/hosts und /etc/resolv zugreifen.conf.dnsmasq auf der Suche nach Informationen über DNS-Server.

Wenn ein DNS-Client eine Liste von DNS-Servern erhält, sendet er DNS-Anfragen an den ersten Server in der Liste mithilfe des DNS-Protokolls (normalerweise an Port 53). Der DNS-Server verarbeitet die Anforderung und sendet eine DNS-Antwort, die die angeforderten Informationen enthält, an den Client zurück.

Wenn der erste DNS-Server nicht reagiert hat oder der Domänenname nicht aufgelöst werden kann, wechselt der DNS-Client automatisch zum nächsten DNS-Server in der Liste.

Nachdem der DNS-Server eine Antwort erhalten hat, speichert der DNS-Client unter Linux die empfangenen Informationen im Cache für einen schnelleren zukünftigen Zugriff. Wenn Sie also erneut auf den gleichen Domänennamen zugreifen, kann der DNS-Client die zuvor gespeicherten Informationen verwenden, ohne erneut auf den DNS-Server zuzugreifen.

Daher umfasst der DNS-Client unter Linux das Suchen und Verwenden von DNS-Servern, das Senden und Empfangen von DNS-Anfragen und -Antworten sowie das Zwischenspeichern der empfangenen Informationen. Dies ermöglicht dem Betriebssystem, die Auflösung von Domänennamen schnell und effizient durchzuführen und sicherzustellen, dass Netzwerkanwendungen ordnungsgemäß funktionieren.

Auflösen von Domainnamen

Der Prozess zur Auflösung von Domänennamen umfasst die folgenden Schritte:

Der erste Schritt bei der Namensauflösung besteht darin, den lokalen DNS-Cache des Clients zu überprüfen. Wenn der DNS-Client bereits zuvor eine Abfrage für diesen Domänennamen durchgeführt hat, kann er das Ergebnis aus dem Cache verwenden, ohne den Resolver weiter zu kontaktieren.

Wenn das Ergebnis nicht im lokalen Cache gefunden wird, sendet der DNS-Client eine Anfrage an den Resolver. Ein Resolver ist der Server, der für die Auflösung von Domainnamen zuständig ist. Der Client kann auf den auf seinem System konfigurierten Resolver oder auf den in der Datei /etc/resolv angegebenen Server zugreifen.conf.

Wenn der Resolver die Antwort auf die Anforderung in seinem Cache nicht finden kann, leitet er die Anforderung an den Stammserver weiter. DNS-Root-Server reagieren nur auf Anfragen zu Top-Level-Domänenzonen wie .com, .org, .ru usw.

Wenn der Stammserver eine Anforderung erhält, gibt er Informationen über den Server zurück, der für eine bestimmte Domänenzone zuständig ist. Zum Beispiel, wenn die Anforderung eine Domäne war example.com der Stammserver kann angeben, dass der Server für die Domäne verantwortlich ist example.com ist ein DNS-Server, der die .com-Domänenzone verwaltet.

Der DNS-Client sendet dann eine Anforderung an den vom Stammserver angegebenen autorisierenden Server. Ein seriöser Server enthält Informationen zu einer bestimmten Domäne und deren IP-Adressen. Wenn ein seriöser Server eine Anforderung erhält, sendet er eine Antwort mit domänenspezifischen Informationen, einschließlich der IP-Adresse(a).

Nach Erhalt der Antwort verarbeitet der DNS-Client die Informationen und speichert sie zwischen, um sie für die nächsten Anfragen zu verwenden. Durch das Caching werden wiederholte Anforderungen an den Resolver vermieden und die Systemleistung verbessert.

Falls der autorisierende Server die angeforderten Informationen nicht finden kann, gibt der DNS-Client einen Fehler zurück und initiiert eine erneute Anforderung oder beendet den Auflösungsprozess.

Als Ergebnis des DNS-Domänennamenauflösungsprozesses erhält der Client eine IP-Adresse (a), die dann zum Herstellen einer Verbindung durch eine entsprechende Anwendung, z. B. einen Webbrowser, verwendet wird.

Ergebnisse zwischenspeichern

Ein DNS-Client unter Linux kann das Caching verwenden, um die Ergebnisse früherer DNS-Abfragen zu speichern. Das Caching verbessert die Leistung und verringert die Belastung der DNS-Server, da der Client die Ergebnisse aus dem Cache verwenden kann, anstatt für jeden Domänennamen eine neue Anforderung an den Server zu senden.

Wenn der DNS-Client eine Antwort vom Server erhält, speichert er die empfangenen Daten in seinem Cache. Wenn Sie das nächste Mal denselben Domänennamen anfordern, überprüft der Client zuerst, ob Ergebnisse für diesen Namen im Cache vorhanden sind. Wenn die Daten zwischengespeichert sind und nicht veraltet sind, verwendet der Client sie, ohne eine Anforderung an den Server zu senden.

Das Zwischenspeichern von DNS-Datensätzen hat eine Lebensdauer (TTL - Time to Live), die vom Server für jeden Datensatz angegeben wird. Die TTL wird normalerweise in Sekunden angegeben und bedeutet, nach wie vielen Sekunden die Aufzeichnung als veraltet angesehen wird.

Wenn der DNS-Client feststellt, dass der Eintrag im Cache veraltet ist, sendet er eine Anforderung an den Server, um die Daten zu aktualisieren. Wenn der DNS-Server jedoch Änderungen an einem Datensatz meldet (z. B. eine neue IP-Adresse für eine Domäne), aktualisiert der Client den Datensatz im Cache entsprechend den empfangenen Daten.

Durch das Zwischenspeichern von DNS-Abfrageergebnissen wird die Zeit zum Abrufen der IP-Adresse der Domäne verkürzt, da der Client bereits bekannte Ergebnisse aus dem Cache verwenden kann. Darüber hinaus bietet es auch Zuverlässigkeit, da der Client die zwischengespeicherten Ergebnisse weiterhin verwenden kann, auch wenn der DNS-Server nicht verfügbar ist.

Arbeiten mit DNS-Servern

Damit der DNS-Client unter Linux ordnungsgemäß funktioniert, muss eine Verbindung zum DNS-Server hergestellt werden. DNS-Server sind für die Konvertierung von Domänennamen in IP-Adressen und die umgekehrte Konvertierung verantwortlich. Unter Linux wird die Datei /etc/resolv verwendet.conf, um die DNS-Server anzugeben, mit denen der Client kommunizieren soll.

In der Datei /etc/resolv.conf gibt die IP-Adressen der zu verwendenden DNS-Server an. Normalerweise wird ein sekundärer DNS-Server angegeben, wenn der primäre DNS-Server nicht verfügbar ist. Die Datei /etc/resolv.conf hat das folgende Format:

Der DNS-Client unter Linux greift nacheinander auf die DNS-Server zu, die in der Datei /etc/resolv angegeben sind.conf versucht, die IP-Adresse für den angeforderten Domainnamen abzurufen. Wenn der primäre DNS-Server nicht antwortet, greift der Client automatisch auf den sekundären Server zu. Wenn der sekundäre DNS-Server ebenfalls nicht antwortet, meldet der Client einen Fehler.

Wenn Sie die DNS-Server ändern müssen, mit denen der DNS-Client unter Linux arbeitet, müssen Sie die Datei /etc/resolv bearbeiten.conf. Nachdem Sie die Änderungen vorgenommen haben, müssen Sie die Netzwerkdienste neu starten oder den Computer neu starten, damit die Änderungen wirksam werden.

DNS-Protokolle

• UDP - User Datagram Protocol (UDP) wird für DNS-Abfragen und -Antworten verwendet. Es stellt sicher, dass Pakete ohne Lieferüberprüfung und ohne Verbindungsaufbau geliefert werden. Wird hauptsächlich für kleine Anfragen verwendet, ohne dass eine garantierte Lieferung erforderlich ist.
• TCP - Transmission Control Protocol (TCP) wird verwendet, wenn DNS-Nachrichten zu groß sind, um über UDP übertragen zu werden. TCP bietet eine zuverlässigere Paketzustellung, erfordert jedoch eine Verbindung zwischen dem Client und dem Server.
• IPv4 - Internet Protocol version 4 (IPv4) ist die Hauptversion des Internetprotokolls, die 32-Bit-Adressen verwendet.
• IPv6 - Internet Protocol version 6 (IPv6) ist eine neue Version des Internetprotokolls, die 128-Bit-Adressen verwendet. IPv6 wird verwendet, um das Problem zu beheben, dass der IPv4-Adressraum erschöpft ist.

Die Kombination dieser Protokolle ermöglicht es DNS-Clients, eine schnelle und zuverlässige Arbeit mit dem DNS-System zu ermöglichen.

Client-DNS-Konfiguration

Damit der DNS-Client unter Linux ordnungsgemäß funktioniert, muss die richtige Konfiguration festgelegt werden. Die DNS-Konfiguration des Clients bestimmt, wie das System nach Domänennamen sucht und auflöst.

Die primäre DNS–Konfigurationsdatei des Clients unter Linux ist die resolv-Datei.conf. Es befindet sich im Verzeichnis /etc und enthält eine Liste der DNS-Server, die zum Auflösen von Domainnamen verwendet werden sollen.

Um die Resolv-Datei zu bearbeiten.conf muss einen Texteditor wie nano verwenden:

sudo nano /etc/resolv.conf

In der Datei resolv.conf kann mehrere Parameter haben. Die grundlegenden Parameter, die in der resolv-Datei angegeben werden können.conf:

• nameserver: Gibt die IP-Adresse des DNS-Servers an, der vom System verwendet werden soll.
• search: Gibt die Liste der Domainnamen an, die nicht vollständig zu den Namen hinzugefügt werden sollen.
• domain: Gibt den vom System verwendeten Domainnamen an, wenn kein search-Parameter vorhanden ist.

Beispiel für eine resolv-Datei.conf:

nameserver 8.8.8.8search example.comdomain example.com

In diesem Beispiel ist die resolv-Datei.conf gibt an, dass das System einen DNS-Server mit der IP-Adresse 8.8.8.8 verwendet. Die Suche nach Domainnamen wird in der Domäne durchgeführt example.com und seinen Subdomains.

Nachdem Sie die Resolv-Datei geändert haben.conf muss die Datei speichern und schließen.

Die meisten Linux-Distributionen verwenden die resolv-Datei.conf für die DNS-Konfiguration des Clients. Einige Distributionen können jedoch andere Dateien oder Tools verwenden, um den DNS des Clients zu konfigurieren. Deshalb, bevor Sie die resolv-Datei bearbeiten.conf Es wird empfohlen, die Dokumentation für Ihre Linux-Distribution zu lesen.

Erweiterte Client-DNS-Funktionen

Unter Linux bietet der DNS-Client nicht nur grundlegende Funktionen zur Namensauflösung, sondern auch eine Reihe zusätzlicher Funktionen. Einige davon können bei der Konfiguration und Optimierung des DNS-Clients hilfreich sein.

• Antworten zwischenspeichern: Der DNS-Client kann die zuvor erhaltenen Antworten zwischenspeichern, sodass er im Falle einer erneuten Abfrage nicht erneut auf den DNS-Server zugreift, was den Prozess der Namensauflösung erheblich beschleunigt.
• Konfigurieren von Servereinstellungen: Mit dem DNS-Client können Sie eine Liste Ihrer bevorzugten DNS-Server konfigurieren. Wenn der erste Server nicht antwortet, wechselt der Client automatisch in der Liste zum nächsten Server, was eine zuverlässigere Namensauflösung ermöglicht.
• Einstellen des Timeouts: Der DNS-Client ermöglicht es Ihnen, das Zeitlimit für die Antwort vom DNS-Server festzulegen. Dies kann nützlich sein, wenn Sie das Timeout bei der Namensauflösung reduzieren möchten.
• Konfigurieren einer lokalen Domäne: Der DNS-Client ermöglicht es Ihnen, eine lokale Domäne einzurichten, die zum Auflösen von kurzen Hostnamen verwendet wird (z. B. "web" anstelle von "web.example.com "). Dies kann nützlich sein, wenn Sie ein internes Netzwerk verwenden.

All diese Funktionen ermöglichen eine flexiblere Konfiguration und Optimierung des DNS-Clients unter Linux und ermöglichen eine schnellere und zuverlässigere Namensauflösung.