DNSサーバー ― それは何で、どのように使うのか？

DNSサーバー ― それは何で、どのように使うのか？

DNSの種類と仕組み入門


著者: Ahona Rudra
翻訳: 岩瀨　彩江

この記事はPowerDMARCのブログ記事 DNS Servers – What are they and how to use them? の翻訳です。
Spelldataは、PowerDMARCの国内正規代理店です。
この記事は、PowerDMARCの許可を得て、翻訳しています。

DNSサーバーは、人間が読めるドメイン名をIPアドレスに変換するための、インターネットにおける重要なコンポーネントです。
インターネットの電話帳のような役割を果たし、ユーザーがURLを入力したりリンクをクリックしたりしたときに、デバイスやコンピュータが正しいWebサイトやサービスを見つけられるようにします。

重要なポイント

  1. DNSサーバーは、人間が読めるドメイン名をIPアドレスに変換し、インターネット上でユーザーにとって使いやすいナビゲーションを可能にします。
  2. DNSサーバーは、クライアントからのドメイン名の問い合わせを受け取り、対応するIPアドレスが見つかるまで、DNSサーバーの階層を順にたどって転送することで動作します。
  3. DNSサーバーには、再帰型、権威型、キャッシュ型、フォワーディング型など、さまざまな種類があり、それぞれがDNS解決プロセスにおいて特定の役割を果たします。
  4. DNSサーバーは、Webアクセスを簡単にするだけでなく、Webサイトのトラフィックに対して負荷分散、冗長性、セキュリティの向上も実現します。
  5. DNSサーバーの動作を理解することは、インターネット接続の問題をトラブルシューティングしたり、オンラインパフォーマンスを最適化したりする上で重要です。

DNSサーバーはどのように動作するのか？

Webブラウザにドメイン名を入力すると、コンピュータは対応するIPアドレスを取得するためにDNSサーバーへリクエストを送信します。
DNSサーバーは、自身のデータベースを検索するか、他のDNSサーバーへ問い合わせを行い、そのドメイン名に関連付けられたIPアドレスを探します。
IPアドレスが見つかると、それがコンピュータに返され、要求されたWebサイトやサービスへの接続が可能になります。

DNSサーバーはなぜ重要なのか？

DNSサーバーがなければ、ユーザーはアクセスしたいすべてのWebサイトの複雑な数値のIPアドレスを覚えなければならず、インターネットははるかに使いにくいものになってしまいます。
その代わりに、DNSサーバーが裏側で変換処理を行い、ユーザーが簡単にWebへアクセスできるようにしています。

DNSサーバーは、ドメイン名とそれに対応するIPアドレスのデータベースを維持しています。
ユーザーがWebサイトへのアクセスを要求すると、DNSサーバーはそのドメイン名に関連付けられたIPアドレスを検索し、ユーザーのデバイスを正しい場所へ導きます。

関連情報：DNS NSレコードとは何か？

DNSサーバーの種類

最も一般的なDNSサーバーの種類は次のとおりです。

1.再帰型DNSサーバー
再帰型DNSサーバーは、クライアントからDNSクエリを受け取り、それを別のDNSサーバーへ転送して解決を行うタイプのDNSサーバーです。
2.権威型DNSサーバー
権威型ネームサーバーは、特定のドメイン名に対する確定的な答えを保持しています。
権威型ネームサーバーは、上流のリゾルバから受け取ったものとは異なる回答を返すように構成することもできます。
3.キャッシュ型DNSサーバー
これらのサーバーはDNS情報を一時的に保存し、権威型サーバーへの頻繁なリクエストを減らすことで、応答時間を改善します。
4.フォワーディング型DNSサーバー
これらのサーバーは、キャッシュ内に要求された情報がない場合、DNSクエリを他のDNSサーバーへ転送します。

関連情報
DNSレコードとは何か？
DNSフォワーディングとは何か？

DNSサーバーの目的とは何か？

DNSサーバーは、データベースおよびディレクトリとして機能し、人間が読めるドメイン名をIPアドレスに変換することで、ユーザーがWebサイトやオンラインサービスに簡単にアクセスできるようにします。
これはWebサイトの作成において不可欠であり、ユーザーが複雑な数値のIPアドレスを覚える代わりに、シンプルで覚えやすいドメイン名を入力するだけでWebへアクセスできるようにします。

DNSサーバーは、受信トラフィックの負荷分散を支援し、冗長性と信頼性を確保し、サイバー脅威から保護する役割も果たします。
また、ドメイン名とそれに対応するIPアドレスのデータベースを維持し、リクエストが行われた際にユーザーを正しい場所へ導きます。

要するに、DNSサーバーは人間が読めるドメイン名と技術的なIPアドレスとの間の橋渡しを行い、世界中のユーザーにとってインターネットをより使いやすく、効率的なものにしています。

DNSサーバーはどのようにDNSクエリを解決するのか？

DNSクエリを解決するということは、コンピュータに特定のIPアドレスを検索させ、接続を確立させることと同じです。
これを実現するために、いくつかの相互接続されたサーバーで構成されるドメインネームシステム（DNS）サーバーが利用されます。

DNSクエリが解決される一般的な流れは次のとおりです。

1.ドメイン名解決
DNSプロセスの最初のステップは、ドメイン名を対応するIPアドレスに解決することです。
これは、Webブラウザやメールクライアントなどのクライアントが、Webサイトへアクセスしたりメールを送信したりする必要があるときに実行されます。
2.クライアントクエリ
クライアントは、アクセスしたいドメインのIPアドレスを求めて、ローカルDNSリゾルバにクエリを送信します。
3.ローカルDNSリゾルバ
ローカルDNSリゾルバは、自身のキャッシュを確認し、要求されたドメインに関する情報をすでに保持しているかどうかを調べます。
もし保持していれば、そのIPアドレスをクライアントに返します。
4.再帰クエリ
ローカルDNSリゾルバがキャッシュ内に情報を持っていない場合、ルートDNSサーバーへ再帰クエリを送信します。
5.ルートDNSサーバー
ルートDNSサーバーは、再帰クエリに対して応答し、要求されたドメインのTLDを担当するトップレベルドメイン（TLD）DNSサーバーへのリファラルを返します。
6.TLD DNSサーバー
TLD DNSサーバーは、特定のドメインを担当する権威型DNSサーバーへのリファラルを返してクエリに応答します。
7.権威型DNSサーバー
権威型DNSサーバーは、特定のドメインのレコードを管理する役割を持っています。
クエリに対して、そのドメインのIPアドレスを応答として返します。
8.クライアントキャッシュ
クライアントキャッシュは、照会したドメインのIPアドレスを保存します。
次回クライアントが同じドメインにアクセスする際には、再びDNSプロセス全体を経るのではなく、キャッシュされたIPアドレスを利用できます。
9.クライアントがWebサイトに接続
最後に、クライアントはそのIPアドレスを使用してアクセスしたいWebサイトやサーバーに接続し、プロセスが完了します。

DNSサーバーの障害

DNSサーバーが障害を起こす理由には、悪意あるハッキング攻撃やハードウェア障害などがあります。
インターネットの初期には、DNSサーバーの問題が重大な影響を引き起こしていました。

近年では、DNSには多くの冗長性が組み込まれており、大きな安心材料となっています。
ほとんどのインターネットサービスプロバイダー（ISP）は、顧客向けに冗長構成の再帰リゾルバを提供しており、ルートDNSサーバーやTLDネームサーバーにも多数のコピーが存在します。
（個人のコンピュータユーザーも、Cloudflareの「1.1.1.1」などのパブリックDNSリゾルバを利用することができます。）

人気のあるWebサイトは、通常、その権威型ネームサーバーを複数のコピーで運用しています。

一部のユーザーは、大規模なDNSサーバー障害が発生した場合、バックアップサーバーが処理するリクエストの量が増えるため、遅延を経験することがあります。
それでも、インターネットの大部分が利用できなくなるのは、極めて大規模なDNS障害が発生した場合に限られます。

DNSサーバーに関するFAQ

DNSサーバーは誰が運用しているのか？
DNSサーバーは、さまざまな主体によって運用されています。
インターネットサービスプロバイダー（ISP）、組織、企業、さらには個人でもDNSサーバーを運用することができます。
さらに、インターネット割り当て番号機関（ICANN）のような組織や、特定のトップレベルドメインを管理する地域組織によって運用されているグローバルDNSサーバーも存在します。
この中で、人間が読める文字列をコンピュータ用のIPアドレスに変換するのはどれですか？
DNS（ドメインネームシステム）は、人間が読めるドメイン名（例：「example.com」）を、コンピュータが理解できるIPアドレス（例：「192.0.2.1」）に変換する役割を担っています。
名前解決のプロセスにおいて、ローカルの再帰サーバーが最初に問い合わせを行うのはどのサーバーですか？
名前解決のプロセスにおいて、ローカルの再帰サーバーは通常、最初にルートDNSサーバーへ問い合わせを行います。
DNSサーバーは安全なのか？
DNSサーバーはさまざまなセキュリティ脅威に対して脆弱となる可能性があります。
たとえば、DNSなりすましやDNSキャッシュポイズニング攻撃によって、ユーザーが悪意のあるWebサイトに誘導されることがあります。
しかし、DNSSECの実装など、DNSのセキュリティを強化するための取り組みも進められています。
自分でDNSサーバーを運用することはできますか？
はい、自分でDNSサーバーを運用することは可能です。
ただし、DNSサーバーを適切に構成し維持するためには、技術的な知識と専門性が必要です。
DNSサーバーはインターネットの速度に影響を与えるのか？
はい、DNSサーバーはインターネットの速度に影響を与えることがあります。
DNSサーバーがクエリに応答するまでの時間は、Webサイトが読み込まれるまでの全体の時間に影響を及ぼす可能性があります。

まとめ

DNSサーバーは、インターネットインフラの基本的なコンポーネントであり、デバイスとサービス間のシームレスな通信を可能にします。
Webブラウジングの円滑化、負荷分散、ネットワーク効率の向上において重要な役割を果たします。
技術の進化に伴い、DNSのセキュリティを強化し、暗号化プロトコルを導入する取り組みが進められており、DNSサービスの信頼性と完全性がさらに強化されています。