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Time to Live
Was ist „Time to Live“ (TTL)?
Veröffentlicht: 10. Mai 2024
Mitwirkende: Camilo Quiroz-Vazquez, Michael Goodwin
Time to Live (TTL) ist ein Wert, der die Zeitspanne angibt, die ein Datenpaket oder ein Datensatz in einem Netzwerk, auf einem Computer oder auf einem Server existieren sollte, bevor es verworfen oder neu validiert wird.
Der TTL-Wert ist ein gemessenes Zeitlimit, das auf den unterschiedlichen Notwendigkeiten der verschiedenen Funktionen basiert. Time to Live wird in verschiedenen Zusammenhängen verwendet, einschließlich Netzwerken, Daten-Caching, Content Delivery Network Caching und Domain Name System (DNS) Caching.
Der TTL-Wert in einem DNS-Eintrag teilt beispielsweise einem rekursiven Resolver oder einem lokalen Resolver mit, wie lange er einen DNS-Eintrag zwischenspeichern soll, bevor er den autoritativen Server kontaktiert, um eine neue Kopie zu erhalten.
Beim Networking teilt der TTL-Wert im Header eines Internet-Protokoll-Pakets (IP-Paket) einem Netzwerk-Router mit, wann ein Paket abgelaufen ist oder sein „Hop Limit“ erreicht hat und verworfen werden sollte. Wenn ein Router feststellt, dass ein Datenpaket abgelaufen ist, sendet er eine ICMP-Nachricht (Internet Control Message Protocol) an den Host zurück und verwirft das Paket.
TTL wird zum Entfernen nicht zustellbarer Datenpakete verwendet und verringert das Risiko, dass Datenpakete unbegrenzt von Router zu Router zurückgeschickt werden. Dadurch wird verhindert, dass diese abgelaufenen Pakete die Systeme verstopfen, die Geschwindigkeit der Inhaltsübermittlung wird verbessert und die Netzwerklatenz verringert.
TTL wird auch für Computer-Netzwerkprogramme wie Ping und Traceroute verwendet, um Hosts in einem Netzwerk zu identifizieren, den Weg der Daten durch ein Netzwerk abzubilden und die Zeit zu messen, die ein Paket benötigt, um sich von einem Punkt zu einem anderen in einem Netzwerk zu bewegen.
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Beim Networking wird ein numerischer Wert in die Daten- und IP-Pakete eingebettet, der angibt, wie lange ein Paket in einem Netzwerk bestehen soll. Die TTL-Werte können zwischen 1 und 255 liegen. Verschiedene Betriebssysteme unterstützen unterschiedliche Standard-TTL-Werte. Administratoren können die TTL-Werte jedoch auf der Grundlage von Anwendungsfällen, Präferenzen oder Anforderungen des Unternehmens ändern.
Jedes Mal, wenn ein Paket ein Netzwerkgerät wie einen Router durchläuft, reduziert der Router den Wert des TTL-Feldes um 1. Jeder Durchgang durch ein Netzwerkgerät wird als „Hop“ bezeichnet. Sobald der TTL-Wert Null erreicht, wird eine ICMP-Nachricht an den Host-Server gesendet, von dem das Paket stammt, und das Paket wird verworfen. Die Verwaltung der Lebensdauer von Datenpaketen verhindert, dass diese in Routing-Schleifen stecken bleiben. Dadurch werden Netzwerküberlastungen reduziert und der Lastausgleich, die Ressourcenoptimierung und die Bereitstellung von Inhalten verbessert.
Die DNS TTL bezieht sich darauf, wie lange ein DNS-Server einen zwischengespeicherten DNS-Eintrag bereitstellen kann. Es ist wie ein Verfallsdatum für einen DNS-Eintrag, das dem lokalen Resolver mitteilt, wie lange er den Eintrag in seinem Cache behalten soll.
Die DNS-Auflösung ist der Prozess der Umwandlung eines Domainnamens in eine Internetprotokoll (IP)-Adresse und der Verbindung eines Benutzers mit einer Website. Dabei werden Informationen, die in DNS-Einträgen gespeichert sind, von mehreren DNS-Servern abgerufen und mit dem rekursiven oder lokalen DNS-Resolver begonnen. Ein Internetdienstanbieter (Internet Service Provider, ISP) stellt häufig rekursive Resolver bereit und verwaltet sie.
Wenn ein Benutzer einen Domainnamen in einen Webbrowser eingibt (eine DNS-Abfrage initiiert), fragt ein rekursiver Resolver eine Reihe von autoritativen Servern ab, um den A-Eintrag (A-Einträge für IPv4-Adressen, AAAA-Einträge für IPv6-Adressen) zu erhalten, der die IP-Adresse für eine Domain angibt.
Wenn der lokale Resolver jedoch bereits über den Datensatz verfügt, der für die Auflösung der Abfrage erforderlich ist, kann er den Benutzer verbinden, ohne mit dem DNS-Suchvorgang fortzufahren. Dieser effiziente Prozess reduziert die Abfragelast auf autoritativen Servern und verbessert die Geschwindigkeit, mit der ein Benutzer mit einer Website verbunden wird, erheblich. Der TTL-Wert wird in Sekunden angegeben und bestimmt, wie lange ein lokaler Cache-Server einen DNS-Eintrag bereitstellen kann, bevor er den autoritativen Server kontaktiert, um eine aktuelle Kopie des Eintrags zu erhalten.
Die meisten IP-Adressen sind dynamisch und ändern sich im Laufe der Zeit. Das bedeutet, dass die in den DNS-Einträgen enthaltenen Informationen aktualisiert werden müssen, um diese Änderungen widerzuspiegeln. Die TTL-Einstellungen helfen bei diesem Prozess, indem sie sicherstellen, dass die Datensätze in angemessenen Abständen gelöscht und aktualisiert werden.
Kürzere TTL-Werte sind eine strategische Wahl für Websites, die Inhalte ständig aktualisieren oder auffrischen. Diese niedrigen TTL-Werte tragen dazu bei, dass die auf den Servern zwischengespeicherten Datensätze aktuell bleiben und dass Änderungen an Datensätzen nahezu in Echtzeit weitergegeben werden. Andererseits werden längere TTL-Werte für DNS-Einträge verwendet, die sich weniger häufig ändern, wie z.B. TXT-Einträge (die Informationen über die Konfiguration und den Besitz einer Domain enthalten) und MX-Einträge (die E-Mails an einen E-Mail-Server leiten).
TTL-Werte wirken sich auf das Abfragevolumen aus, das mit dem autoritativen Nameserver verbunden ist. Wenn ein DNS-Cache einen Datensatz zu lange speichert, dauert es länger, bis Änderungen an dem Datensatz weitergegeben werden, was die Suche eines Benutzers verlangsamen oder zu einer Fehlermeldung führen kann. Wenn die TTL-Werte unnötig niedrig sind, laufen Unternehmen Gefahr, die Server mit Abfragen zu überlasten. Managed DNS-Lösungen können verwendet werden, um maximale Betriebszeit, optimierte Observability und schnelle Antwort- und Bereitstellungszeiten zu gewährleisten.
SOA TTLs
Am Anfang jeder DNS-Zone, im SOA (Start of Authority), gibt es fünf TTL-Werte, die einem höheren Zweck im DNS dienen. Es wird empfohlen, diese TTLs nicht zu ändern, es sei denn, Sie haben einen sehr speziellen Bedarf dafür, was sehr selten vorkommt.
SOA TTL: Das Intervall, in dem der SOA-Eintrag aktualisiert wird.
Refresh TTL: Das Intervall, in dem sekundäre Server (secondary DNS) die primäre Zonendatei vom primären Server aktualisieren sollen.
Retry TTL: Die Rate, mit der ein sekundärer Server erneut versucht, die primäre Zonendatei zu aktualisieren, wenn die erste Aktualisierung fehlgeschlagen ist.
Expiry TTL: Wenn refresh und retry wiederholt fehlschlagen, ist dies die Zeitspanne, nach der der primäre Server als nicht mehr existent und nicht mehr autorisierend für die gegebene Zone angesehen werden sollte.
NX TTL: Wenn eine Domainabfrage zu einer nicht existierenden Abfrage (NXDOMAIN) führt, ist dies die Zeitspanne, die der Recursor beachtet, um die NXDOMAIN-Antwort zurückzugeben.
Ein Content Delivery Network (CDN) ist ein Netzwerk von Servern, die sich in geografisch verteilten Gebieten befinden. Es ermöglicht eine schnellere Web-Performance, indem es den Nutzern Inhalte vom nächstgelegenen Server ausliefert. CDNs verwenden den Time-to-Live-Wert, um zu bestimmen, wie lange Inhalte auf Edge-Servern gespeichert werden.
Sobald die TTL abläuft, werden die Inhalte vom Ursprungsserver erneuert. Wenn sie richtig kalibriert ist, hilft die TTL dabei, Inhalte an den Benutzer zu liefern, ohne dass die Anfragen an den Ursprungsserver zurückgehen. Dies beschleunigt die Bereitstellung von Inhalten und reduziert gleichzeitig die Bandbreitenanforderungen an den Ursprungsserver.
Dienstprogramme für Computernetzwerke wie Ping und Traceroute verwenden die TTL, um eine Verbindung zu einem Host herzustellen oder eine Route von „Hops“ zu einem Host zu verfolgen. Ping wird verwendet, um zu überprüfen, ob sich ein Host in einem Netzwerk befindet. Traceroute hilft, den Weg eines Pakets durch das Internet von Netzwerkgeräten wie Computern und Routern zu einem Ziel zu verfolgen.
Traceroute bietet Einblick in jeden „Hop“, den ein Datenpaket durch ein Netzwerk zurücklegt. Ein Strom von Paketen wird an ein Ziel mit aufeinanderfolgend höheren TTL-Werten gesendet. Stellen Sie sich vor, die Pakete haben TTL-Werte von 1, 2, 3 und so weiter.
Bei jedem Stopp erreicht eines der Pakete sein endgültiges Ziel, wie durch die TTL definiert. Wenn dies geschieht, wird das Paket verworfen und eine ICMP-Nachricht an den Absender zurückgesendet. Die Zeit, die für die Rücksendung der ICMP-Nachricht benötigt wird, wird verwendet, um einen Pfad vom Ausgangshost zum Ziel zu verfolgen und zu bestimmen, wie lange es dauert, sich zwischen jedem aufeinanderfolgenden Hop in einem Netzwerk zu bewegen.
TTL wird verwendet, um Richtlinien zum automatischen Löschen abgelaufener Datenbankeinträge festzulegen. Wie in anderen Anwendungsfällen definiert die TTL die Zeitspanne, die Daten in einer Datenbank verbleiben dürfen. In diesem Fall ist TTL in Sekunden definiert.
Wenn ein Timeout-Wert für Datensätze erreicht wird, können diese Daten nicht mehr abgerufen werden und erscheinen nicht in der Datenbankstatistik. Dieses Verfallsdatum und die automatische Löschung tragen dazu bei, die Speicherkosten zu senken, die Tabellengröße zu reduzieren – und damit die Abfrageleistung zu verbessern – und ermöglichen es Unternehmen, alle Vorschriften zur Datenaufbewahrung besser einzuhalten.
TTL hilft CDN- und DNS-Servern, Informationen effizienter an die Endbenutzer bereitzustellen. Die Festlegung geeigneter TTL-Werte stellt sicher, dass die Benutzer die aktuellste Version der angeforderten Ressource erhalten und die Server nicht unnötig überlastet werden oder unangemessene Latenzen entstehen.
In CDNs werden die Benutzer mit dem nächstgelegenen Server verbunden, um aktualisierte Inhalte zu erhalten. Dadurch werden die Lieferlatenz (da die Anfragen vom nächstgelegenen Server erfüllt werden) und die Anfragen an den Ursprungsserver reduziert. Im DNS ermöglicht die TTL rekursiven Resolvern, bei Bedarf zwischengespeicherte Antworten zurückzugeben, die Ladezeit und die Anfragen an autoritative Server zu reduzieren und bei Änderungen von Datensätzen umgehend Propagations-Updates zu erhalten.
Die Verwaltung der Lebensdauer von zwischengespeicherten Informationen und Datenpaketen hilft Unternehmen, die Ressourcen der Netzwerkinfrastruktur wie DNS-Server, CDN-Edge-Server und Router effizienter zu nutzen. TTL wird verwendet, um den Netzwerkverkehr zu verteilen und sicherzustellen, dass die Netzwerkressourcen nicht überlastet werden. Außerdem wird verhindert, dass Pakete auf unbestimmte Zeit zwischen Routern hin- und herspringen. Diese Maßnahmen tragen zur Verbesserung der Netzwerkleistung bei.
Das Verwerfen von abgelaufenen Datenpaketen verbessert die Netzwerksicherheit und verringert die Gefahr von Datenschutzverletzungen. Abgelaufene Pakete, die nicht verworfen werden, enthalten möglicherweise veraltete Sicherheitsprotokolle. Durch die Aktualisierung von Caches und die erneute Validierung von Paketen werden Server und Netzwerke mit den neuesten Sicherheitsinformationen versorgt.
Weiterführende Lösungen
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Mit IBM NS1 Connect GSLB, einem neuen, auf DNS- und Echtzeit-Geräteleistungsdaten basierenden Ansatz, können Sie die Benutzerfreundlichkeit optimieren und die Ausfallsicherheit des Netzwerks verbessern – und das zu geringeren Kosten.
IBM NS1 Connect DNS Traffic Steering bietet Ihnen die Möglichkeit, Verbindungen zu Anwendungen, Services und Inhalten basierend auf Geografie, RUM-Daten (Real-User Monitoring), Auslastung und mehr zu optimieren – und das alles in einer benutzerfreundlichen Benutzeroberfläche.
Ressourcen
Erfahren Sie mehr über das Domain Name System (DNS), die Komponente des Internet-Standardprotokolls, die für die Umwandlung von Domainnamen in die Internetprotokoll (IP)-Adressen zuständig ist, mit denen sich Computer gegenseitig im Netzwerk identifizieren.
Erfahren Sie mehr über Load Balancing, den Prozess der effizienten Verteilung des Netzwerkverkehrs auf mehrere Server, um die Verfügbarkeit von Anwendungen zu optimieren und eine positive Endbenutzererfahrung zu gewährleisten.
Erfahren Sie mehr über die Netzwerklatenz und ihre Auswirkungen auf die Netzwerkleistung und die Benutzererfahrung.
Erfahren Sie mehr über die DNS-Propagierung, d. h. die Zeit, die DNS-Server benötigen, um Änderungen an einem DNS-Eintrag im Internet zu verbreiten.
Erfahren Sie mehr über kanonische Namenseinträge, Einträge, die als Alias im Domain Name System (DNS) dienen und einen Domainnamen an einen anderen weiterleiten.
Erfahren Sie mehr über DNS-Server, Server, die die Website-Domainnamen, die Benutzer in Webbrowsern suchen, in entsprechende numerische IP-Adressen übersetzen.