Domain Registry für die Schweiz und Liechtenstein

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1 SWITCH: Domain Registry für die Schweiz und Liechtenstein Neuaufbau des zentralen Systems für die Registrierung und Verwaltung von Internet Domain-Namen Gerrit Taaks August 2006 Inhalt 1 Die Stiftung SWITCH Die Aufgaben von SWITCH Verwaltung von Internet Domain Names Zunehmende Anforderungen an die Verwaltung von Internet Domains Aufbau einer neuen Lösung für die Domain-Verwaltung Nachhaltige Vorteile der neuen Lösung Zukünftige Herausforderungen und Fazit... 7

2 1 Die Stiftung SWITCH Mitte der 80er-Jahre haben die für die Hochschulen zuständigen Gremien erkannt, dass ohne Förderung der Informatik die Schweiz in einen Rückstand geraten würde. Das Parlament beschloss daraufhin ein Förderprogramm, in dessen Rahmen CHF 15 Mio für den Aufbau von Teleinformatikdiensten für Lehre und Forschung bereitgestellt wurden. Mit diesen Mitteln wurde 1987 die Stiftung SWITCH durch die Schweizerische Eidgenossenschaft und die acht Hochschulkantone Basel- Stadt, Bern, Freiburg, Genf, Neuenburg, St. Gallen, Waadt und Zürich gegründet. Der Stiftungsrat von SWITCH umfasst Vertreter der Schweizerischen Eidgenossenschaft, der Universitätskantone und Vertreter der Hochschulen und Fachhochschulen. Der Stiftungsrat bewilligt ein- oder mehrjährige Budgets für den Betrieb von zentralen Anwendungen, den Unterhalt der Infrastrukturen und die Durchführung ausgewählter Projekte. Die Stiftung SWITCH - Teleinformatikdienste für Lehre und Forschung setzt sich zum Ziel, "die nötigen Grundlagen für den wirksamen Gebrauch moderner Methoden der Teleinformatik im Dienste der Lehre und Forschung in der Schweiz zu schaffen, zu fördern, anzubieten, sich an solchen zu beteiligen, und sie zu erhalten". Um dieser Rolle auch in Zukunft gerecht zu werden, verbessert und erweitert SWITCH ihre Infrastruktur und Dienstleistungen laufend. SWITCH deckt die Bedürfnisse der Schweizer Hochschulen und Fachhochschulen, indem sie ihnen einen Zugang zum SWITCH-eigenen Netzwerk bereitstellt, ausgezeichnete internationale Kontakte zur Verfügung stellt und Zusatznutzen stiftende Netzwerkdienstleistungen anbietet, die am Markt nicht oder nicht in genügender Qualität vorhanden sind und die in zweiter Priorität auch der Öffentlichkeit angeboten werden können. Ansprechpartner Unternehmen Funktion Urs Eppenberger SWITCH Leiter Internet Domains Nicole Scheidegger Dr. Pascal Sieber & Partners Partnerin Gerrit Taaks Unic Internet Solutions Partner Abbildung 1: Mitarbeitende der Fallstudie. SWITCH spielt als technisch führende, kompetente Unternehmung eine Schlüsselrolle für das Internet in der Schweiz. Neben der Basisinfrastruktur werden auch konkrete Anwendungen, beispielsweise zur Förderung von E-Collaboration, zur Verfügung gestellt. Dabei verfolgt SWITCH weder kommerzielle Zwecke, noch ist sie auf die Realisierung eines Gewinns ausgerichtet. 2 Die Aufgaben von SWITCH Die Aufgaben von SWITCH lassen sich in vier Bereiche einteilen: Network, Net- Services, Security und Internet Domains. Unter Network fällt der Betrieb und die Weiterentwicklung des auf Glasfasern basierten Schweizer Wissenschaftsnetzes. Dabei muss das Wissenschaftsnetz nicht nur zuverlässig betrieben, sondern auch überwacht werden. Durch gezielten Wei- Seite 2

3 terausbau stellt SWITCH sicher, dass das Wissenschaftsnetz den stetig wachsenden Anforderungen der Hochschulen und Forschungsanstalten gerecht wird. Neben schnellen Verbindungen zwischen den einzelnen Hochschulen stellt SWITCH für Lehre und Forschung in der Schweiz auch entsprechende Verbindungen ins Internet und zu den Wissenschaftsnetzen weltweit sicher (z.b. an GÉANT oder GTRN). Mit dem Projekt "SWITCHlambda" verfügen zudem alle Hochschulen dank Glasfaser über einen Super-Datenhighway. Für die Hochschulen in der Schweiz stellt SWITCH netzwerkbasierte Technologien und Anwendungen zur Verfügung, die neue Möglichkeiten der elektronischen Zusammenarbeit eröffnen. Ausgehend von Bedürfnissen der Anwender werden von SWITCH hochschulübergreifende Projekte lanciert, welche die lokalen Informatikdienste der Universitäten und Fachhochschulen unterstützen. Diese Dienstleistungen werden im Bereich NetServices geführt. Beispielsweise wird erwartet, dass die Mobilität von Studenten, Mitarbeitern und Lehrpersonal der Schweizer Universitäten in den nächsten Jahren zunimmt. Das entsprechende Projekt SWITCHmobile verfolgt das Ziel, das Roaming dieser mobilen Nutzer zu erleichtern. Der Geschäftsbereich Security unterhält ein Computer Emergency Response Team (CERT) für die Hochschulen und hochschulnahe Institutionen. SWITCH bietet diesen Kunden Beratung in sicherheitsrelevanten Fragen an. Darüber hinaus unterstützt das CERT-Team den Bund beim Schutz kritischer Infrastrukturen im Projekt MELANI. Im Bereich Security werden aber auch Dienste entwickelt und angeboten, um die Nutzung netzwerkbasierter Anwendungen sicherer und benutzerfreundlicher zu gestalten. So erlaubt die Authentisierungs- und Autorisierungsinfrastruktur AAI organisationsübergreifende Nutzung vielfältiger Dienste im Hochschulumfeld mit dem regulären Benutzerkonto bei der eigenen Organisation. Im Bereich Internet Domains werden Dienstleistungen rund um die Registrierung von Internet Domain-Namen erbracht. SWITCH registriert seit den Anfängen des Internet in der Schweiz die Domain-Namen mit den Endungen.ch und.li und geniesst durch die langjährige Erfahrung international einen sehr guten Ruf. Zu den erbrachten Dienstleistungen zählen: o o o o Administrative Abwicklung der Registrierung von neuen Domain-Namen und die jährliche Erneuerung bestehender Abonnemente Pflege der Domain-Namen-Datenbank Kundenbetreuung, Rechnungsstellung und Inkasso in den Sprachen Deutsch, Französisch, Italienisch und Englisch Reibungsloser und unterbruchsfreier Betrieb der primary und secondary Nameserver von.ch und.li Die gegenüber den Kunden zu verrechnenden Preise werden seit 2002 vom Bundesamt für Kommunikation verordnet. Im Gegensatz zu anderen Registrierungsstellen beschränkt sich SWITCH auf die Domainverwaltung und bietet keine weiteren Dienstleistungen wie Website-Hosting, -Dienste, Merchandise etc an. 3 Verwaltung von Internet Domain Names In der Schweiz ist SWITCH der Pionier rund um die Nutzung des Internets und der Bereitstellung entsprechender Dienste: Bereits 1989 baute SWITCH das erste mit dem Internet verbundene Schweizer IP-Netzwerk auf. Noch im selben Jahr wurden alle damaligen Universitäten am so genannten SWITCHlan angeschlossen. Seite 3

4 Für die Adressierung der am Internet angeschlossenen Rechner werden Nummern der Form verwendet. Besser einprägsam als z.b. sind Namen wie Für die Abbildung von Namen auf Adressen ist das Domain Name System zuständig. Dieser verteilte Verzeichnisdienst gehört zum Rückgrat des Internet und wird von den Registrierungsstellen wie SWITCH betrieben. Ein Ausfall des Domain Name Systems kommt einem Ausfall des Internets gleich und würde die gesamte elektronische Kommunikation lahmlegen. SWITCH hat das Domain Name System redundant ausgelegt und betreibt es mit besonderer Sorgfalt. SWITCH verwaltet Domain-Namen seit dem Anschluss des Forschungsnetzwerkes an das globale Internet. Am Anfang waren weniger als 100 Domain-Namen registriert, vor allem für Hochschulen und für Firmen, die einen Modem-Anschluss ans Internet hatten. Mit der Erfindung des World Wide Web setzte ein Boom ein, der die Registrierungen exponentiell anwachsen liess. Dies dauerte etwa bis etwa zum Jahr Seither verläuft das Wachstum linear. Viele Privatpersonen, Unternehmen und sonstige Organisationen unterhalten Websites mit eigenen, möglichst einprägsamen Namen, und reservieren hierfür entsprechende Internet Domains bei SWITCH. Bis Ende 2006 wird ein Bestand von rund 900'000 Domain-Namen erwartet. Entwicklung der Internet Domains (.ch/.li) 900' ' ' ' ' ' ' ' ' Abbildung 1: Entwicklung der registrierten Domains für.ch/.li (Schätzung für 2006) 4 Zunehmende Anforderungen an die Verwaltung von Internet Domains Die rasante Entwicklung des Internets und die einhergehende grossen Nachfrage nach Internet Domain-Namen führte dazu, dass schon im Jahr 1997 eine erste Web-basierte Anwendung den Antragstellern die Registrierung von Domain-Namen über die SWITCH-Website erlaubte. Diese Anwendung (Version 1.0) arbeitete mit strukturierten E-Mais, die maschinell weiterverarbeitet werden konnten ein grosser Effizienzgewinn im Vergleich zu den bis dahin eintreffenden unstruktu- Seite 4

5 rierten s mit Registrierungs- und Mutations-Anfragen. Die Umstellung auf eine webbasierte Abwicklung durch den Kunden erlaubte eine Prozessverlagerung zugunsten von SWITCH. Aufgrund der zunehmenden Transaktionsvolumen beschloss SWITCH bei einem Bestand von 50'000 Domain-Namen, eine neue Lösung zu entwickeln, die weiterführende Automatisierungen erlauben würde. Als diese Lösung für die Domainverwaltung (Version 2.0) im Jahr 1999 eingeführt wurde, waren bereits über 150'000 Domain-Namen zu verwalten - und eine Trendwende war nicht in Sicht. In den letzten Jahren stieg die Anzahl Registrierungen und Mutationen weiter an, und neue rechtliche Rahmenbedingungen und die aufkommenden Bedürfnisse von Grosskunden erforderten Anpassungen der organisch gewachsenen Lösung. Diese in der Architektur nicht vorgesehenen Anpassungen führten zu zusätzlichen Performance-Anforderungen und verschiedenen Nachteilen in der Wartung und im laufenden Betrieb: Ein Ersatz der veralteten Lösung war unvermeidbar; eine neue Version 3.0 musste entwickelt werden. 5 Aufbau einer neuen Lösung für die Domain-Verwaltung Im Sommer 2004 wurde mit den konzeptionellen Vorarbeiten begonnen und der Funktionsumfang wurde definiert. Neben bestehenden Möglichkeiten wurden auch neue Funktionen konzipiert, um die Verwaltung für Anwender und SWITCH-Mitarbeitende weiter zu vereinfachen. Alle Funktionen wurden als Use Cases definiert, und die Architektur und ausgewählte Teilsysteme wurden mit Hilfe von Prototypen überprüft. Auf technischer Seite wurden sehr hohe Anforderungen gestellt, um der zentralen Bedeutung des Domain Name Systems gerecht zu werden: Ohne eine korrekte Auflösung der.ch/.li-domain-namen können beispielsweise die entsprechenden Web- und Mailserver nicht aufgerufen werden, was einem weitgehenden Ausfall der Schweizer Internet-Infrastruktur gleichkäme. Da die neue Domain-Namen-Verwaltung eine wichtige Rolle für diese Infrastruktur einnimmt, mussten anspruchsvolle technische Anforderungen abgedeckt werden: o Hochverfügbarkeit und maximale Stabilität o Betrieb an verschiedenen Standorten (Lausanne und Zürich) o Direkte Schnittstellen zu allen relevanten Umsystemen o Hochperformante und flexibel erweiterbare Architektur o Höchste Sicherheitsanforderungen für alle Prozesse Anfangs 2005 nahm ein interdisziplinäres Projektteam mit rund 25 Mitarbeitende von SWITCH und Unic Internet Solutions die Herausforderung an und begann mit der Umsetzung der neuen Lösung zur Verwaltung von Domain-Namen. Um den Kunden eine effiziente Verwaltung zu ermöglichen und so SWITCH zu entlasten, bietet die neue Lösung alle erforderlichen Funktionen über ein Web-Interface an: Der Benutzer kann in Echtzeit prüfen, ob der von ihm gewünschte Domain-Name noch verfügbar ist und direkt online registrieren. Dabei können auch technische Angaben der Hosting-Umgebung hinterlegt werden, so dass innerhalb von Stunden der neu registrierte Domain-Name auf die entsprechende Website verweist. Manuelle Prozesse sind hierfür von SWITCH nicht erforderlich. Ange- Seite 5

6 sichts der Anzahl verarbeiteter Registrierungs- und Mutations-Requests kann die Applikation auch als eine der grössten Schweizer E-Commerce-Lösungen betrachtet werden. Die Benutzer profitieren von zahlreichen neuen Funktionen: Beispielsweise wurde ein Warenkorb-System entwickelt, welches dem Anwender erlaubt, mehrere Domain-Namen gleichzeitig zu registrieren bzw. zu bearbeiten. Ausgehend von Analysen der einzelnen Arbeitsschritte wurde die gesamte Benutzeroberfläche komplett neu konzipiert, wobei auch speziellen Anforderungen wie Farbenblindheit, WAI-Richtlinien oder durchgehende Mehrsprachigkeit berücksichtigt wurden. Die hohe Bedienungsfreundlichkeit ergibt sich auch aus der Zwischenspeicherung von Formularinhalten und einer durchdachten Validierung der Eingaben, die situative Verbesserungsvorschläge, z.b. in Form korrekt geschriebener Strassennamen, unterbreitet. DIe Web-Oberfläche unterstützt vier Sprachen. Alle angezeigten Texte werden über ein Datenbanksystem verwaltet um so eine einfache Pflege der Texte sicher zu stellen. Wichtig für die Kunden ist insbesondere die Neuerung, dass nun mehrere Domain- Namen über denselben Account verwaltet werden können. Grosskunden, die mehr als tausend Domain-Namen verwalten, verfügen darüber hinaus über spezielle Funktionen, die eine vereinfachte Verwaltung der zahlreichen Domains erlauben. Technisch wurde die Lösung auf Basis einer delokalisierten Multi-Tier-Architektur aufgebaut, um einen Standort-übergreifenden Betrieb zu ermöglichen. Bei einem Ausfall einer Systemkomponente an einem Standort kann das Gesamtsystem durch Verwendung der entsprechenden Komponenten des anderen Standortes nahtlos weiter betrieben werden. Alle Geschäftsprozesse wurden als sogenannte Services konzipiert und mittels Java-Komponenten (J2EE) umgesetzt. Eine Workflow Engine erlaubt eine flexible Definition der Geschäftsprozesse, wodurch zukünftige Anpassungen der Geschäftsprozesse sehr schnell umgesetzt werden können, ohne die Systemlogik anpassen zu müssen. Die verarbeiteten Domain-Informationen werden viermal täglich in das Domain Name System übertragen und weltweit synchronisiert. 6 Nachhaltige Vorteile der neuen Lösung Die neue Lösung für die Domainverwaltung wurde am 1. Oktober 2005 in Betrieb genommen und hat sich seitdem bestens bewährt: Das System bewältigt problemlos die hohen Anforderungen hinsichtlich Benutzerführung, Performance, Stabilität und Sicherheit und das im Dauereinsatz rund um die Uhr. Den Grosskunden steht nun erstmals eine webbasierte Benutzeroberfläche zur Verfügung, die ihnen in Echtzeit Zugriff auf ihre Domains ermöglicht und Einblicke in die laufende Verarbeitung von Registrationen und Mutationen erlaubt. Die rund 300'000 regulären Kunden schätzen die vereinfachten Prozesse rund um die Administration der Domains und den Wegfall der Registrierungsgebühren, der dank weitergehenden Automatisierungen in der Domainverwaltung möglich wurde. Dieser Einnahmensverzicht in siebenstelliger Höhe entlastet die Internetanwender und ermöglicht eine vereinfachte Nutzung des Internets durch die Wirtschaft und breite Kreise der Schweizer Bevölkerung. Seite 6

7 Switch konnte dank den Effizienzsteigerungen der neuen Applikation auf die Aufschaltgebühren verzichten. (Urs Eppenberger, Leiter Internet Domains) Eine Ursache der Effizienzsteigerungen sind spezielle Funktionen der neuen Applikation, die unter anderem den rund 60 Mitarbeitern im Customer Care Center eine stark vereinfachte Bearbeitung von Anfragen ermöglicht beispielsweise ermöglicht eine transparente Sicht auf jedes Kundenprofil eine vereinfachte Rechnungsstellung und Inkasso. Alle Kommunikationskanäle wie Website, , Fax und auch Print sind direkt angebunden, wodurch die sonst auftretenden Nachteile von Medienbrüchen vermieden werden können. Die ausgeklügelte Architektur erlaubt eine einfache Erweiterung der Gesamtlöung um neue Lösungskomponenten, die beispielsweise neue Geschäftsprozesse abdecken können. So wird die Unterstützung neuer Protokolle möglich, um noch besser mit anderen Registrierungs-Organisationen oder Grosskunden zusammenarbeiten zu können. Zudem erlaubt die Architektur kosteneffiziente Entwicklungsprozesse für zukünftige Versionen, die mit Hilfe automatischer Testroutinen in der Entwicklungs- und Staging-Umgebung sorgfältig überprüft werden können. Diese technischen Vorteile ermöglichen tiefe Unterhalts- und Weiterentwicklungskosten und eröffnen Freiheitsgrade für eine schnelle und effiziente Bereitstellung neuer Dienstleistungen und Angebote. 7 Zukünftige Herausforderungen und Fazit Die grosse Herausforderung der Ablösung der veralteten Registrierungsanwendung mit einer vollständig neuen, durchgehend integrierten Lösung konnte hervorragend bewältigt werden. Die neue Verwaltung für Domain-Namen stellt allen Kundenkreisen diejenigen Funktionen zur Verfügung, die sie zur einfachen, sicheren und effizienten Abwicklung von Domainregistrierungen und mutationen benötigen. Mit diesem Angebot über Web und andere Protokolle demonstriert SWITCH eindrücklich, wie anspruchsvolle Aufgaben effizient abgewickelt werden können und wird dadurch einmal mehr ihrem international ausgezeichneten Ruf als Registrierungsstelle gerecht. Insbesondere erlaubt die effiziente Verwaltung Kosteneinsparungen, die in Form wegfallender Gebühren direkt an die Kunden weitergegeben werden. Für die Erzielung der signifikanten Verbesserungen und den funktionalen Ausbau wählte SWITCH mit der vollständigen Neuentwicklung einen eher radikalen Ansatz, der sehr erfolgreich umgesetzt wurde. Erst die konsequente Trennung von der alten, organisch gewachsenen Lösung ermöglichte einen Neubeginn mit einer strikten Ausrichtung auf eine bestmögliche Umsetzung der benötigten Prozesse. Die Anforderungen an die Verwaltung von Domain-Namen veränderten sich im Lauf der Jahre erheblich, und sowohl die Prozesse als auch die technischen Protokolle und Kundenbedürfnisse sind weiterhin einem schnellen Wandel unterworfen. So erstaunt es nicht weiter, dass SWITCH von einer maximalen Nutzungsdauer von rund 5 Jahren für entsprechende Lösungen ausgeht nur die nächsten Seite 7

8 ein bis zwei Jahre der Entwicklungen im Bereich Internet Domains können antizipiert werden und entsprechend in Lösungskonzepten berücksichtigt werden. Heute verfügt SWITCH mit der dritten Version der Registrierungsanwendung zum ersten Mal über eine leistungsfähige Architektur, die spätere Anpassungen der Geschäftsprozesse und der involvierten Umsysteme ausdrücklich vorsieht und so besser als je zuvor in der Lage ist, neu auftretende Bedürfnisse abzudecken. Und neue Anforderungen zeichnen sich bereits ab: Der Kostendruck zwingt zu weitergehenden Automatisierungen, und die Benutzer wünschen eine fortschreitende Prozessvereinfachungen - beispielsweise in Form einer völligen Eliminierung von Medienbrüchen wie das Faxen einer rechtsgültigen Unterschrift. Aber auch die technischen Weiterentwicklungen zwingen zu Anpassungen, um die Sicherheit der Registrierungsstelle, einer zentralen Komponenten der Schweizer Internet Infrastruktur, jederzeit gewährleisten zu können. Seite 8