Aufgabe 4 - DNS und CDNs

Zum Schluss schauen wir uns noch etwas Interessantes an: CDNs (Content Distribution Networks). Bevor wir uns CDNs anschauen, ein paar Worte zur Funktion und Existenzberechtigung von CDNs. CDNs haben über das ganze Internet verteilt Server stehen (sehr, sehr viele Server). Die generelle Idee hinter einem CDN ist, dass CDN-Kunden ihre Inhalte auf diesen Servern ablegenm, damit sie nah beim Endnutzer sind. Dadurch können diese Inhalte schneller zum Nutzer ausgeliefert werden (plus Hochverfügbarkeit der Daten etc.). Damit man mal ein Gefühl dafür bekommt wie gigantisch diese Dienstleister seien können, hier das Beispiel Akamai. Akamai allein hat:

approximately 325,000 servers in more than 135 countries and nearly 1,435 networks around the world Quelle.

Aber nicht nur die Größe dieser Content-Netzwerke ist beeindruckend. Auch die Spitzenlasten lassen sich sehen:

Akamai delivers daily Web traffic reaching more than 50 terabits per second Quelle, s.o.

Die Grundlage vieler CDNs ist dabei DNS. Um zu verstehen wie genau DNS dabei genutzt wird, schauen wir uns die Abbildung unten an. Ein CDN-Kunde tritt zunächst die autoritative DNS-Auflösung an den CDN-Provider für die zu hostenden Namen ab, d.h. der autoritative DNS-Server wird nun vom CDN-Provider gestellt. Im Bild links sieht man den iterativen DNS-Auflösungsprozess, wie wir ihn bisher kennengelernt haben. Der Host sendet seine Anfrage and den rekursiven DNS-Server, der die gesamte Anfrage abwickelt und dem Host letztendlich die Antwort sendet. Der autoritative DNS-Server am Ende der iterativen Auflösung ist nun in CDN-Provider Hand, und dieser muss nun mit der IP-Adresse des für den Kunden besten (meist der topologisch nähste) Servers des CDN-Providers antworten. Diese Information ,also was der zum Host topologisch nächste Server ist, ermittelt der autoritative DNS-Server aus der IP-Adresse der Anfrage. Hier stellt sich aber ein Problem, denn der CDN-DNS-Server hat niemals mit dem Host direkt Kontakt, sondern nur mit dem von ihm genutzten rekursiven DNS Server. D.h. der DNS-Server kennt nur die IP-Adresse des rekursiven DNS-Servers und nicht die des Clients. Anders ausgedrückt, der autoritative DNS-Server kann nur einen CDN-Server für die Antwort auswählen, der nah beim rekursiven Server ist. Da der rekursive Server und der Host in der Regel topologisch sehr nah beieinander sind, ist dies in der Praxis tatsächlich kein Problem.

Jetzt, da die Funktion von vielen CDNs bekannt ist, versuchen Sie sich an folgende Aufgaben:

1. Finden Sie bitte folgende Informationen: a) die IP-Adresse von www.audi.com, den Namensserver von audi.com und www.audi.com, und die Route zu www.audi.com (mithilfe von traceroute <IP-Adresse von www.audi.com>. Nutzen Sie hier nicht den Namen. Akamai selbst antwortet meist nicht auf traceroute-generierte Pakete, daher kommen von dort keine Antworten. Der letzte Name vor den Sternchen * ist wahrscheinlich sehr nah am Ort des Akamai-Servers). Was fällt Ihnen dazu auf. Wer ist wofür verantwortlich? Wo befindet sich www.audi.com?
2. Jetzt nehmen wir einen speziellen, offenen DNS resolver unter der 8.8.8.8 (Google Public DNS), um diese Anfragen erneut zu stellen. Was stellen Sie fest? Hat sich etwas verändert? Finden Sie mit traceroute heraus wo sich die 8.8.8.8 befindet.
3. Jetzt nehmen wir einen DNS-Server auf einem anderen Kontinent von folgender Webseite: http://public-dns.info/. Stellen Sie die o.g. Anfrage nach www.audi.com nun an diesen Server und nutzen die aufgelöste IP-Adresse in traceroute. Wo liegt www.audi.com jetzt?
4. Zu guter letzt, finden Sie den/einen Namensserver von der TU München (tum.de). Bitten Sie diesen www.audi.com aufzulösen. Macht er es? Überlegen Sie sich, warum dieser Server sich so verhält.

Nachbereitung

• Schauen sie mal, was das DNS sonst noch so auflösen kann (welche Resource Records es sonst noch gibt). Probieren Sie einfach ein paar davon im Internet aus!
• Untersuchen Sie mal einige TTL-Werte, die im Internet verwendet werden (evtl. beim autoritativen Server anfragen!). Vergleichen Sie mal Werte von CDN-gehosteten Seiten, News Seiten, www.example.com und was Ihnen sonst noch einfällt. Versuchen Sie die Unterschiede zu erklären.
• Finden Sie doch den Namen ihres WLAN Routers zu Hause raus, also den Namen, der von Ihrem Provider vergeben wurde (Hinweis, es gibt diverse Dienste/Webseiten im Internet, die Ihnen die öffentlich sichtbare IP-Adresse Ihres Routers verraten).

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