Wanneer je surft, tik je doorgaans een webadres op basis van een (sub)domeinnaam in. Daarmee zet je wel een heel systeem in werking, want achterliggend wordt naar de gewenste webserver op basis van het ip-adres gezocht. Er is dus een vertaalslag nodig en daar zorgt het DNS-protocol voor. Wat is DNS?

Wat is DNS?

DNS (Domain Name System) is een client-serversysteem dat via het gelijknamige protocol een ip-adres dat bij een hostnaam hoort (of omgekeerd) opzoekt in een gedistribueerde en dynamische database.

De oorsprong van het internet ligt bij het Amerikaanse DARPAnet (Defense Advanced Research Projects Agency Network). Aanvankelijk was dit netwerk nog voldoende behapbaar om de koppeling tussen ip-adressen en hostnamen in een statisch tekstbestand (host.txt) te vatten en nieuwe adressen handmatig toe te voegen. Het team dat deze lijst onderhield, ontwikkelde trouwens ook het concept van (sub)domeinen en zette een whois-directory op om administratieve gegevens van een host te achterhalen.

De explosieve groei van het internet vanaf de jaren 80 maakte de behoefte aan een geautomatiseerd systeem steeds groter en dit leidde tot het ontstaan van DNS in 1983. De specificaties werden in 1987 vastgelegd in RFC’s 1034 en 1035, de verdienste van computerwetenschapper Paul Mockapetris (https://kwikr.nl/rfc1034 en https://kwikr.nl/rfc1035). RFC’s (Request for Comments) zijn documenten die de protocollen en andere aspecten van het internet beschrijven.

Inmiddels hebben bijkomende RFC’s voor allerlei uitbreidingen van het DNS-protocol gezorgd. Op https://kwikr.nl/dnstl vind je hiervan een overzicht.

Zoekmechanisme

Wat gebeurt er nu wanneer je bijvoorbeeld www.pcmweb.nl in je browser intikt of een e-mail verstuurt naar iets als mailbox@pcmweb.nl?

In eerste instantie vraagt je netwerkapplicatie aan de lokale resolver naar de hostgegevens. Deze software kijkt normaliter eerst in het lokale hosts-bestand (in /etc/hosts of in %systemroot%\System32\etc\hosts). Vindt die niks, dan wordt mogelijk nog een (caching of forwarding) resolver binnen je eventuele bedrijf geraadpleegd. Geen succes? Dan gaat je DNS-verzoek naar een recursive resolver, kortweg recursor, zoals die van je internetprovider of van een DNS-provider als Google of Cloudflare. Kent ook die het antwoord niet, dan verzoekt deze aan de root-nameservers om de DNS-records voor www.pcmweb.nl in hun databases op te zoeken.

De kans is groot dat die als respons geven “ik vind de host niet, maar ik beschik wel over de DNS-gegevens van .nl; je checkt het daarom best even bij de tld-nameservers (topleveldomein) van .nl”. De recursor gaat hierop in en krijgt vervolgens wellicht de suggestie door “check het bij de sld-nameserver (secondleveldomein) van pcmweb.nl”, waarop die vermoedelijk zal reageren met het gezochte antwoord: www.pcmweb.nl A 149.210.193.187. De recursor stuurt dit vervolgens netjes terug naar je webapplicatie.

Merk ook op dat in dit proces alleen de recursor recursief werkt en het geretourneerde antwoord verwerkt en doorstuurt. De andere, gezaghebbende (authoritative) DNS-servers zijn van het iteratieve type en zorgen slechts voor een doorverwijzing. Dit is begrijpelijk, omdat recursie veel te intensief zou zijn voor de overbevraagde nameservers.

©PXimport

Caching

In de praktijk beschikken de resolvers ook over uitgebreide caches. Dat geldt tevens voor je eigen systeem. Zo beschikt niet alleen je besturingssysteem over een eigen DNS-cache – in Windows haal je die op met ipconfig /displaydns en maak je die leeg met ipconfig /flushdns – maar kunnen ook de internetapplicaties zelf een DNS-cache bevatten. In Chrome bijvoorbeeld beheer en leeg je die via chrome://net-internals/#dns en in Firefox via about:networking#dns.

Ook recursors beschikken normaliter over caches, bedoeld om de DNS-nameservers te ontlasten. Hoelang een DNS-record wordt gecachet, hangt af van de TTL-waarde (Time To Live) die in (het SOA-record van) het zogenoemde zonebestand van je DNS-server is ingesteld. In Windows Opdrachtprompt kun je deze waarde opvragen met een opdracht als nslookup -type=soa pcmweb.nl.

Door deze caching zal een wijziging in een DNS-record ook niet meteen overal worden gepropageerd – dat kan wel tot drie dagen duren. Daarom is het vaak een goed idee de TTL-waarde tijdelijk lager in te stellen, voordat je aanpassingen aan je DNS-records doorvoert.

©PXimport

DNS-records

We hebben het al even gehad over zogeheten zonebestanden (zone files) in de nameservers, die zowat alle informatie over een domeinnaam bevatten en in principe uit twee delen bestaan: richtlijnen, zoals het al vermelde $ TTL, en bronrecords (resource records). Deze laatste bevatten DNS-informatie over een specifieke host of internetbron. De IETF (Internet Engineering Task Force) heeft talrijke recordtypes gedefinieerd. We beperken ons hier tot enkele van de meest gebruikte.

Zo bevatten de al eerder vermelde SOA-records (Start Of Authority) administratieve informatie voor de complete zone, waaronder dus de TTL-waarde. A-records linken dan weer een domeinnaam aan IPv4-adressen, terwijl AAAA-records dat voor IPv6-adressen doen. Een CNAME (Canonical Name Record) verwijst naar een andere domeinnaam, wat handig is als je een subdomein hebt dat naar hetzelfde ip-adres als je hoofddomein mag verwijzen. Ook MX-records verwijzen naar een domeinnaam, maar hier is dat de doelserver voor e-mailverkeer.

Veiligheid en privacy

Sinds het ontstaan van DNS in 1983 werd tot voor kort eigenlijk uitsluitend het UDP-transportprotocol gebruikt, kortweg Do53 (DNS-over-UDP op poort 53). Hierbij wordt een DNS-query in leesbare tekst van de client naar de server verstuurd en ook de reply komt in leesbare vorm in zo’n UDP-pakket terug. Erg veilig of privacybewust is dit uiteraard niet, omdat er op dit niveau niet in encryptie of in enig authenticatiemechanisme wordt voorzien en je evenmin garanties krijgt op een succesvolle of niet-gemodificeerde aflevering.

Via een RFC werd daarom naderhand ook TCP (Transmission Control Protocol) als mogelijk transportprotocol toegevoegd en nog later werd het DNSCrypt-protocol ontwikkeld, dat encryptie toeliet aan de downstream-zijde van recursive DNS-resolvers.

Inmiddels werden er ook diverse andere DNS-transportroutes ontwikkeld, waaronder DNS-over-TLS (DoT), DNS-over-HTTPS (DoH), DNS-over-Quic (DoQ), DNS-over-HTTPS/3 (DoH3) en Oblivious DNS-over-HTTPS (ODoH). Bij Apple heet die laatste trouwens Private Relay.

©PXimport

De ontwikkeling van DNS

1983 Ontwikkeling van DNS

1985 Verdere ontwikkeling van DNS-serversoftware BIND

1989 Ook TCP kan worden ingezet voor DNS-query-transport (RFC 1123)

2000 BIND 9 (geheel nieuwe versie)

2011 DNSCrypt-protocol

2016 DoT

2018 DoH

2019 Toevoeging van een ‘geanonimiseerde’ modus aan DNSCrypt

2019 DNS-over-TOR

2021 ODoH

Wanneer je je dekbed gewassen hebt, wil je dat het natuurlijk weer lekker dik en luchtig aanvoelt. Maar wanneer je hem gewoon in de droger gooit, kan de vulling gaan klonteren, zodat er dunne stukken en dikke stukken ontstaan. Dat slaapt niet echt lekker. Om dat te voorkomen, gooien veel mensen er een paar tennisballen bij. Helpt dat echt?

Wat tennisballen in de droger doen

Tijdens het drogen raken de tennisballen telkens het dekbed. Dat helpt vooral bij dons en veren. Als die nat zijn, blijven ze aan elkaar plakken en zakt de vulling in. Door de constante beweging vallen die samengepakte delen weer uiteen, waardoor de vulling zich opnieuw verspreidt. Zo kan de warme lucht overal beter bij en droogt het dekbed gelijkmatiger. De droogtijd wordt er niet korter van, maar het dekbed komt wel duidelijk voller uit de droger.

Hoeveel tennisballen zijn genoeg?

Met één tennisbal in de wasdroger merk je vaak weinig, zeker bij een groot dekbed. Die verdwijnt al snel in de stof en heeft dan weinig effect. Met twee tot vier ballen werkt het beter, omdat ze het dekbed op meerdere plekken tegelijk in beweging houden. Zolang de ballen vrij kunnen bewegen en niet vast blijven zitten in de vulling, doen ze hun werk.

Kun je elke tennisbal gebruiken bij het drogen van een dekbed in de droger?

iet elke tennisbal is even geschikt. Vooral nieuwe of felgekleurde ballen kunnen bij hogere temperaturen kleur afgeven en kleine pluisjes verliezen van de vilten buitenlaag. Dat komt niet vaak voor, maar het risico is wel aanwezig. Gebruik je oudere tennisballen, dan is de kans hierop kleiner. Wil je dat verder beperken, dan kun je de ballen in een oude witte sok stoppen en die dichtknopen. Het effect blijft grotendeels hetzelfde, al is het iets minder uitgesproken dan met losse ballen.

Geef het dekbed genoeg ruimte in de droger

Tennisballen helpen alleen als het dekbed voldoende ruimte heeft om te bewegen. Is de trommel te vol, dan draait alles als één geheel rond en gebeurt er weinig. Wil je grote tweepersoonsdekbedden drogen, dan heb je een droger met een ruime trommel nodig. Heb je die niet zelf? Kijk dan of er een wasserette bij je in de buurt is. Meer ruimte zorgt voor meer beweging en daarmee voor een beter eindresultaat.

Niet elk dekbed kan in de droger

Tennisballen hebben vooral effect bij dons- en verendekbedden. Bij synthetische vulling is dat verschil kleiner en kan de constante beweging van de ballen de vulling na verloop van tijd zelfs vervormen. Wol, zijde en andere natuurlijke materialen mogen meestal helemaal niet in de droger. Check daarom altijd eerst het waslabel voordat je het dekbed in de trommel legt.

Even tussendoor opschudden helpt

Haal het dekbed halverwege het programma even uit de droger en schud het los, alsof je het bed opmaakt. Leg het daarna omgedraaid terug in de trommel. Zo verdeelt de vulling zich opnieuw en kan het dekbed gelijkmatiger drogen.

Wat kun je van het eindresultaat verwachten?

Tennis- of drogerballen zijn vooral een hulpmiddel, geen vervanging voor de juiste drooginstellingen. Droog het dekbed niet te vaak of te heet: kies een lage of middelhoge temperatuur en selecteer een speciaal dons- of beddengoedprogramma als dat op je droger zit. Zorg ook voor voldoende ruimte in de trommel. Als je dan ook nog eens ballen laat meedraaien, heb je er alles aan gedaan om te zorgen dat je dekbed weer lekker vol uit de droger komt!

Waarom start een computer met een SSD binnen enkele seconden op, terwijl een oude harde schijf blijft ratelen? Het vervangen van een HDD door een SSD is de beste upgrade voor een trage laptop of pc. We leggen in dit artikel uit waar die enorme snelheidswinst vandaan komt en wat het fundamentele verschil is tussen deze twee opslagtechnieken.

Iedereen die zijn computer of laptop een tweede leven wil geven, krijgt vaak hetzelfde advies: vervang de oude harde schijf door een SSD. De snelheidswinst is direct merkbaar bij het opstarten en het openen van programma's. Maar waar komt dat enorme verschil in prestaties vandaan? Het antwoord ligt in de fundamentele technologie die schuilgaat onder de behuizing van deze opslagmedia.

De vertraging van mechanische onderdelen

Om te begrijpen waarom een Solid State Drive (SSD) zo snel is, moeten we eerst kijken naar de beperkingen van de traditionele harde schijf (HDD). Een HDD werkt met magnetische roterende platen. Dat kun je vergelijken met een geavanceerde platenspeler. Wanneer je een bestand opent, moet een fysieke lees- en schrijfkop zich naar de juiste plek op de draaiende schijf verplaatsen om de data op te halen. Dat fysieke proces kost tijd, wat we latentie noemen. Hoe meer de data op de schijf verspreid staat, hoe vaker de kop heen en weer moet bewegen en wachten tot de juiste sector onder de naald doordraait. Dit mechanische aspect is de grootste vertragende factor in traditionele opslag.

©Claudio Divizia

Flashgeheugen en directe gegevensoverdracht

Een SSD rekent definitief af met deze wachttijden omdat er geen bewegende onderdelen in de behuizing zitten. De naam 'Solid State' verwijst hier ook naar; het is een vast medium zonder rammelende componenten. In plaats van magnetische platen gebruikt een SSD zogenoemd NAND-flashgeheugen. Dat is vergelijkbaar met de technologie in een usb-stick, maar dan veel sneller en betrouwbaarder. Omdat de data op microchips wordt opgeslagen, is de toegang tot bestanden volledig elektronisch. Er hoeft geen schijf op toeren te komen en er hoeft geen arm te bewegen. De controller van de SSD stuurt simpelweg een elektrisch signaal naar het juiste adres op de chip en de data is direct beschikbaar.

Toegangstijd en willekeurige leesacties

Hoewel de maximale doorvoersnelheid van grote bestanden bij een SSD indrukwekkend is, zit de echte winst voor de consument in de toegangstijd. Een besturingssysteem zoals Windows of macOS is constant bezig met het lezen en schrijven van duizenden kleine systeembestandjes. Een harde schijf heeft daar enorm veel moeite mee, omdat de leeskop als een bezetene heen en weer moet schieten. Een SSD kan deze willekeurige lees- en schrijfopdrachten (random read/write) nagenoeg gelijktijdig verwerken met een verwaarloosbare vertraging. Dat is de reden waarom een pc met een SSD binnen enkele seconden opstart, terwijl een computer met een HDD daar soms minuten over doet.

©KanyaphatStudio

Van SATA naar NVMe-snelheden

Tot slot speelt de aansluiting een rol in de snelheidsontwikkeling. De eerste generaties SSD's gebruikten nog de SATA-aansluiting, die oorspronkelijk was ontworpen voor harde schijven. Hoewel dat al een flinke verbetering was, liepen snelle SSD's tegen de grens van deze aansluiting aan. Moderne computers maken daarom gebruik van het NVMe-protocol via een M.2-aansluiting. Deze technologie communiceert rechtstreeks via de snelle PCIe-banen van het moederbord, waardoor de vertragende tussenstappen van de oude SATA-standaard worden overgeslagen. Hierdoor zijn snelheden mogelijk die vele malen hoger liggen dan bij de traditionele harde schijf.