ドメインネームサーバーのしくみ

インターネットとワールドワイドウェブは、データと情報を見つけて共有するためにコンピューターの言語とコードに依存するワイルドフロンティアです。インターネットの最も基本的な楽器の一つは、ドメインネームシステム、またはDNS。 （多くの人が「DNS」は「ドメインネームサーバー」の略であると考えていますが、実際には「ドメインネームシステム」の略です。）DNSは、コンピューターがインターネットや多くのプライベートネットワークでデータを交換する方法に関する一連の標準内のプロトコルです。TCP / IPプロトコルスイートとして知られています。わかりやすいドメイン名の変換に役立つため、その目的は非常に重要です。「howstuffworks.com」のように、コンピュータがネットワーク上で相互に識別するために使用する70.42.251.42などのインターネットプロトコル（IP）アドレスに変換します。つまり、名前と数字を照合するシステムです。

DNSの概念は、インターネットの電話帳のようなものです。この種の経路探索システムがなければ、グローバルインターネットに散らばっている仮想のオープンプレーンと密集したデータの都市をふるいにかけるために、はるかに複雑で難解な手段に頼らなければならないでしょう...そしてあなたはそれがそうではないことは間違いありません特に今では何億ものドメイン名があるので、ほぼ同じくらい楽しいです[出典：VeriSign ]。

インターネット上のコンピューターやその他のネットワークデバイスは、IPアドレスを使用して、アクセスしようとしているサイトにリクエストをルーティングします。これは、電話をかけようとしている相手に接続するために電話番号をダイヤルするのと似ています。ただし、DNSのおかげで、IPアドレスの独自のアドレス帳を保持する必要はありません。代わりに、ドメイン名をIPアドレスにマップする大規模なデータベースを管理するDNSサーバーまたはネームサーバーとも呼ばれるドメインネームサーバーを介して接続するだけです。

Webサイトにアクセスしている場合でも、電子メールを送信している場合でも、コンピューターはDNSサーバーを使用して、アクセスしようとしているドメイン名を検索します。このプロセスの適切な用語はDNS名の解決であり、DNSサーバーがドメイン名をIPアドレスに解決すると言うでしょう。たとえば、ブラウザに「www.howstuffworks.com」と入力すると、ネットワーク接続の一部に、ドメイン名「howstuffworks.com」をWebサーバーのIPアドレス（たとえば70.42.251.42）に解決することが含まれます。

ただし、後で戻りたいときに「howstuffworks.com」を覚えている可能性が高くなります。さらに、WebサイトのIPアドレスは時間の経過とともに変化する可能性があり、一部のサイトは複数のIPアドレスを単一のドメイン名に関連付けます。

DNSサーバーがないと、インターネットはすぐにシャットダウンします。しかし、コンピュータはどのDNSサーバーを使用するかをどのように知っているのでしょうか。通常、ホームネットワーク、インターネットサービスプロバイダー（ISP）、またはWiFiネットワークに接続すると、コンピューターのネットワークアドレスを割り当てるモデムまたはルーターも、いくつかの重要なネットワーク構成情報をコンピューターまたはモバイルデバイスに送信します。この構成には、DNS名をIPアドレスに変換するときにデバイスが使用する必要がある1つ以上のDNSサーバーが含まれます。

これまで、いくつかの重要なDNSの基本について読んでいます。この記事の残りの部分では、ドメインネームサーバーと名前解決について詳しく説明します。独自のDNSサーバーの管理の概要も含まれています。まず、IPアドレスがどのように構成されているか、そしてそれが名前解決プロセスにとってどのように重要であるかを見てみましょう。

コンテンツ

1. DNSサーバーとIPアドレス
2. ドメイン名
3. 分散システム
4. 新しいドメイン名の作成
5. DNSは常に進化しています

ドメインネームサーバーまたはDNSサーバーの主な仕事は、ドメイン名をIPアドレスに解決（変換）することであることを学びました。これは簡単な作業のように聞こえますが、次の点を除けばそうなります。

処理するものが非常に多いため、DNSサーバーはネットワーク効率とインターネットプロトコルに依存しています。IPの有効性の一部は、ネットワーク上の各マシンが、Internet Assigned Numbers Authority（IANA）によって管理されるIPV4標準とIPV6標準の両方で一意のIPアドレスを持っていることです。IPアドレスを認識する方法は次のとおりです。

コンピュータのIPアドレスはどこから来ていますか？デスクトップまたはラップトップコンピューターについて話している場合、それはおそらくネットワーク上の動的ホスト構成プロトコル（DHCP）サーバーからのものです。 DHCPサーバーの役割は、オンラインのときはいつでも、コンピューターに必要なIPアドレスとその他のネットワーク構成があることを確認することです。これは「動的」であるため、コンピュータのIPアドレスは、コンピュータを数日間シャットダウンした場合など、時々変更される可能性があります。ユーザーとして、あなたはおそらくこれらすべてが起こっていることに気付くことはないでしょう。コンピューターまたはモバイルデバイスに割り当てられているIPアドレスを見つけるためのヒントについては、このページのサイドバーを参照してください。

一貫した連絡先を必要とするWebサーバーやその他のコンピューターは、静的IPアドレスを使用します。これは、システムがオンラインの場合、常に同じIPアドレスがそのシステムのネットワークインターフェイスに割り当てられることを意味します。インターフェイスが常に同じIPアドレスを取得するようにするために、IPはそのアドレスをそのネットワークインターフェイスのメディアアクセス制御（MAC）アドレスに関連付けます。有線と無線の両方のすべてのネットワークインターフェイスには、製造元によって埋め込まれた一意のMACアドレスがあります。

それでは、DNS方程式の反対側であるドメイン名を見てみましょう。

あなたのIPアドレスを見つける

以下は、コンピューターのIPアドレスを見つける方法に関するヒントです。静的IPを使用することを選択しない限り、アドレスは定期的に変更されることに注意してください（エンドユーザーにはまれです）。

• Windows —ユーザーインターフェイスをクリックしてネットワークインターフェイス設定を見つけることができますが、IPアドレスを見つける簡単な方法の1つは、アクセサリからコマンドプロンプトアプリケーションを開き、次のコマンドを入力することです：ipconfig
• Mac —システム環境設定を開き、[ネットワーク]をクリックして、現在のネットワーク接続（横に緑色の点がある）が選択されていることを確認し、[詳細設定]をクリックして、[TCP / IP]タブをクリックします。
• LinuxまたはUNIX—コマンドプロンプトがまだない場合は、XTERMやiTermなどのターミナルアプリケーションを開きます。コマンドプロンプトで、次のコマンドを入力します：ifconfig
• WiFiを使用するスマートフォン—電話のネットワーク設定を確認します。これは、電話機のオペレーティングシステムのバージョンによって異なります。

ホームネットワークまたは小規模なローカルネットワークを使用している場合、アドレスはおそらく192.168.xx、172.16.xx、または10.xxx（xは0〜255の数値）の形式になることに注意してください。これらは各ローカルネットワークで使用される予約済みアドレスであり、そのネットワーク上のルーターがインターネットに接続します[出典：Modi、Price、Rusen ]。

お気に入りのすべてのWebサイトのIPアドレスを覚えておく必要があるとしたら、おそらく気が狂います！人間は数字の文字列を覚えるのが苦手です。ただし、単語を覚えるのは得意です。そこでドメイン名が登場します。おそらく、次のような何百ものドメイン名が頭の中に保存されています。

ドメイン名は、ドット（ピリオド）で区切られた文字列として認識されます。ドメイン名の最後の単語は、トップレベルドメインを表します。これらのトップレベルドメインは、ルートゾーンデータベースと呼ばれるIANAによって制御されます。これについては、後で詳しく説明します。1,000を超えるトップレベルドメインがあり、最も一般的なものをいくつか示します。

ドメイン名で、トップレベルドメインの前に追加する各単語とドットの組み合わせは、ドメイン構造のレベルを示します。各レベルは、そのドメインレベルを管理するサーバーまたはサーバーのグループを指します。たとえば、ドメイン名の「howstuffworks」は、COMトップレベルドメインから離れたセカンドレベルドメインです。組織は、COの下のBBCのドメインである「bbc.co.uk」のように、インターネットプレゼンスをさらに組織化するサブドメインの階層を持っている場合があります。これは、英国の国コードを担当するドメイン名当局によって作成された追加レベルです。

wwwやmailなどのドメイン名の左端の単語は、ホスト名です。ドメイン内の特定のマシン（特定のIPアドレスを持つ）の名前を指定します。通常は特定の目的専用です。特定のドメインは、それらがすべてそのドメインに固有である限り、数百万のホスト名を含む可能性があります。 （「http」の部分はHypertext Transfer Protocolの略で、ユーザーがアクセスしているWebサイトに情報を送信するためのプロトコルです。最近では、情報が表示されていることを示す「https」が表示される可能性が高くなっています。情報が暗号化されている安全なプロトコルによって送信されます。これは、Webサイトにクレジットカード番号を提供する場合に特に重要です[ソース：EasyNews ]。）

特定のドメイン内のすべての名前は一意である必要があるため、リストを制御し、重複が発生しないようにする何らかの方法が必要です。そこで、レジストラが登場します。レジストラは、1つ以上のトップレベルドメインの直下にドメイン名を割り当て、インターネット全体でドメイン名の一意性を強制するICANNのサービスであるInterNICに登録できる機関です。各ドメイン登録は、whoisデータベースと呼ばれる中央ドメイン登録データベースの一部になります。 Network Solutions、Inc。（NSI）は最初のレジストラの1つであり、今日、GoDaddy.comのような企業は、他の多くのWebサイトおよびドメイン管理サービスに加えてドメイン登録を提供しています。 [ソース：InterNIC ]

後でドメイン名を作成する方法を見ると、ドメインの登録の一部で、そのドメインのホスト名とサブドメインを解決する権限を持つ1つ以上のネームサーバー（DNSサーバー）を特定する必要があることがわかります。 。通常、これは、独自のDNSサーバーを持つホスティングサービスを介して行います。次に、これらのDNSサーバーがドメインを管理する方法と、インターネット上のDNSサーバーが連携してトラフィックがIPアドレス間で適切にルーティングされるようにする方法について説明します。

すべてのドメインには、その要求を処理するドメインネームサーバーがあり、そのDNSサーバーのデータベースのレコードを管理する人またはITチームがいます。地球上でDNSサーバーほど多くのリクエストを受け取るデータベースは他になく、DNSサーバーはこれらすべてのクエリを処理すると同時に、毎日何百万人もの人々からのデータ更新を処理します。これはDNSの最も驚くべき部分の1つです。これは、世界中の何百万ものマシンに完全に分散され、何百万もの人々によって管理されていますが、単一の統合データベースのように動作します。

DNSの管理は非常に大きな仕事のように思われるため、ほとんどの人はDNSをIT専門家に任せる傾向があります。ただし、DNSがどのように機能し、DNSサーバーがインターネット全体にどのように分散されているかについて少し学ぶことで、自信を持ってDNSを管理できます。最初に知っておくべきことは、DNSサーバーの目的がそれが存在するネットワーク上にあることです。DNSサーバーの主なタスクは、次のいずれかです。

最初のタスクを実行するDNSサーバーは通常、インターネットサービスプロバイダー（ISP）によって管理されます。前述のように、ISPのDNSサーバーは、オンラインになるとすぐにDHCPから取得するネットワーク構成の一部です。これらのサーバーはISPのデータセンターにあり、次のようにリクエストを処理します。

上記のDNSサーバーの2番目のカテゴリは、通常、Web、メール、およびその他のインターネットドメインホスティングサービスに関連付けられています。一部の筋金入りのIT専門家は、独自のDNSサーバーをセットアップして管理しますが、ホスティングサービスにより、技術の少ないユーザーにとってDNS管理がはるかに簡単になりました。特定のドメインを管理するDNSサーバーは、そのドメインの権限の開始（SOA）と呼ばれます。時間の経過とともに、SOAでホストを検索した結果は、他のDNSサーバーに伝播し、他のDNSサーバーは、インターネットを介して他のDNSサーバーなどに伝播します。

この伝播は、各DNSサーバーがルックアップ結果を数分から数日の範囲のTime To Live（TTL）と呼ばれる限られた時間キャッシュした結果です。 DNSサーバーを管理している人はそのTTLを構成できるため、TTL値はインターネット全体で異なります。したがって、「www.howstuffworks.com」を検索するたびに、ISPのDNSサーバーが、そのサーバーを使用している他の誰かが以前に検索した場合、独自のキャッシュで検索結果「70.42.251.42」を見つける可能性があります。サーバーのTTL内。

この優れたDNSサーバーのWebには、特定のトップレベルドメインのドメイン階層の最上位から始まるルートネームサーバーが含まれています。トップレベルドメインごとに選択できるルートネームサーバーは数百あります。DNSルックアップはルートネームサーバーで開始する必要はありませんが、ドメインのSOAを追跡するための最後の手段として、ルートネームサーバーに接続できます。

名前解決プロセスを改善するためにDNSサーバーを相互接続する方法がわかったので、ドメインの権限になるようにDNSサーバーを構成する方法を見てみましょう。

新しいドメイン名を作成する場合は、次の手順を実行する必要があります。

レジストラまたはホスティング会社のDNSサーバーを使用するということは、ドメインがパーキングされていることを意味します。これは、他の誰かがDNSサーバーのコンピューターハードウェアを所有しており、ドメインがその会社のより大きなDNS構成の一部にすぎないことを意味します。または、独自のDNSをホストすることに情熱を注いでいる場合は、物理マシンまたは仮想マシンとして独自のサーバーをセットアップできます。どちらのDNS設定を決定した場合でも、前述のように、そのDNSサーバー（またはサーバーのグループ）がドメインのSOAになります[ソース：BlueHost ]。

SOAが別の場所にある場合でも、独自のシステム上にある場合でも、DNS設定を拡張および変更して、サブドメインを追加したり、電子メールをリダイレクトしたり、他のサービスを制御したりできます。この情報は、DNSサーバー上のゾーンファイルに保存されます。独自のサーバーを実行している場合は、テキストエディタでゾーンファイルを手動で編集する必要があります。今日の多くのレジストラには、ドメインのDNSを管理するために使用できるWebインターフェイスがあります。追加する新しい構成はそれぞれレコードと呼ばれ、DNSサーバー用に構成できる最も一般的なタイプのレコードは次のとおりです[ソース：GoDaddy.com ]。

以下は、テキストエディタで直接編集しているゾーンファイルの例です。中央の列（各行の2番目の項目）には、上記のレコードタイプが含まれていることに注意してください。左側の列に「@」が表示されている場合は、特に指定されていないすべての場合にレコードが適用されることを意味します。

@ NS auth-ns1.howstuffworks.com

@ NSauth-ns2.howstuffworks.com

@ MX10メール

メールA209.170.137.42

vip1 A 216.183.103.150

www CNAME vip1

一般的なユーザーは、おそらくMXレコードとCNAMEレコードを最大限に活用します。MXレコードを使用すると、ドメインにGoogle Appsなどを使用することを選択した場合に、ホスティング会社以外の場所にメールサービスを指定できます。CNAMEレコードを使用すると、ドメインのホスト名を他のさまざまな場所にポイントできます。これには、google.comにリダイレクトするようにgoogle.example.comを設定することや、独自のIPアドレスを使用して専用のゲームサーバーを設定し、gameserver.example.comなどを指すように設定することが含まれます。

これで、ドメインネームサーバー、DNSがドメイン名をIPアドレスにマップする方法、およびドメイン名を選択して世界中のDNSサーバーの分散システム内で機能するように構成する方法について詳しく理解できました。さらに、あなたはゾーンファイルのあるゾーンにいて、ドメインネームサーバーで成功するために登録されています。

DNSは静的な概念ではないことを理解する必要があります。 2018年後半、ICANNはついにDNSの新しいセキュリティ機能を展開しました。つまり、これらの変更は、ドメインネームシステムセキュリティ拡張機能（DNSSEC）プロトコルで使用される暗号化キーに影響を与えました。これは技術者によってルートゾーンキー署名キー（KSK）として知られています。 ICANNによると、セキュリティの改善が必要だったのは、ネットワークが急速に変化し拡大しているためです。これは、モノのインターネットによって、相互接続された何百万もの新しいデバイスがインターネットに組み込まれているためです[出典：Cooney ]。

犯罪者志向のハッカーは、DNSシステムを利用して個人情報を盗んだり、DNSハイジャックなどの攻撃で大混乱を引き起こしたりすることが多いため、これらの安全対策は非常に重要です。つまり、防衛志向のコンピューターユーザーとITプロフェッショナルは、DNSポイズニング攻撃やサービス拒否攻撃などを防ぐための予防策について常に最新の情報を入手する必要があります[出典：Greenberg、SecurityTrails ]。

しかし、DNSのステータスにはさらに大きな問題があります。多くの場合、技術の達人や強力な企業（または抑圧的な政治体制）がトラフィックのDNSトラフィックを追跡することが可能です。悪意を持って、その種のデータは、規制による監視なしに、あらゆる種類の悪質なベンチャーに使用される可能性があります。 2018年、インターネット技術特別調査委員会は、新しいDNS-over-HTTPSを標準として受け入れました。これは基本的に、目的に関係なく、インターネットを使用するすべての人により良いプライバシーを提供することを目的とした暗号化の概念であり、操作や悪意のある行為をはるかに困難にします。オンラインであなたをフォローすることを志向するデジタル帝国[出典：Chirgwin、Morgenroth ]。

ただし、インターネットのすべてのものと同様に、新しいDNS-over-HTTPSパラダイムは解決された問題ではなく、あらゆる種類の潜在的な調整や変更の対象となります。言い換えれば、インターネット自体と同様に、DNSである電話帳は、これまでになく速いペースで進化し続けます。ネットワークを正常に機能させるために、これらのリソースを維持および保護することがますます重要になっています。

初版：2000年4月1日

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