ドメインネームシステム（DNS）は、インターネットの基本的な構成要素であり、ワールドワイドウェブの電話帳として機能します。DNSは、「ホームページ” を、コンピュータが相互に接続するために使用する数値の IP アドレスに変換します。
DNSの誕生と進化
ドメイン名システムの概念は、20 世紀後半にインターネットが急速に成長し始めたときに、シンプルさと効率性の必要性から生まれました。DNS が登場する前は、インターネット上のすべてのコンピューターは IP アドレスのみで識別されていました。これらの数字のシーケンスは覚えたり使用したりするのが困難だったため、より直感的なシステムが開発されました。
DNS の最初の実装は、1983 年に南カリフォルニア大学情報科学研究所のコンピュータ科学者、ポール モカペトリスによって行われました。彼のシステムは、もともとインターネット技術タスク フォース (IETF) の文書 RFC 882 および RFC 883 として公開され、コンピュータがインターネット上で通信する方法に革命をもたらし、現在でも標準的なアプローチとなっています。
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ドメイン ネーム システムの基本的な役割は、ドメイン名を IP アドレスに変換することです。DNS 解決と呼ばれるこのプロセスでは、要求されたドメイン名に対応する正しい IP アドレスが見つかるまで、ユーザーのコンピューターから一連の DNS サーバーに一連のクエリが実行されます。
システムは分散型です。つまり、DNS を制御する単一の組織はありません。代わりに、世界中に広がるサーバーのネットワークであり、それがシステムの堅牢性と拡張性に貢献しています。階層はルート サーバーから始まり、次に .com、.net、.org などのトップレベル ドメイン (TLD)、.us、.uk、.in などの国レベル ドメイン、そして最後にレジストラから購入する名前であるセカンドレベル ドメイン (SLD) が続きます。
DNS の内部の仕組み
ドメイン名を IP アドレスに変換するプロセスは DNS 解決と呼ばれ、通常は数ミリ秒以内に実行され、いくつかのステップで構成されます。
- ブラウザにドメイン名を入力すると、コンピューターは、通常はインターネット サービス プロバイダー (ISP) によって提供されるローカル DNS サーバーにクエリを送信します。
- ローカル DNS サーバーが回答を知らない場合は、クエリをルート サーバーに転送します。
- ルート サーバーは、拡張子 (.com、.net など) を担当する TLD サーバーのアドレスで応答します。
- TLD サーバーは、特定のドメインの権威 DNS サーバーを指します。
- 最後に、権威サーバーはドメインの IP アドレスを提供し、それがユーザーのコンピューターに送り返されます。
DNSの主な機能
DNS にはいくつかの重要な機能があります。
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分散データベース: DNS データベースは世界中の多数のサーバーに分散されており、アクセス性と信頼性が向上します。
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階層構造: DNS 構造により、効率的かつ高速なドメイン名解決が可能になり、ローカル ネットワークからグローバル インターネットまで拡張できます。
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フォールトトレランス: DNS システムは分散型であるため、フォールト トレラントな設計になっています。1 つのサーバーに障害が発生しても、他のサーバーが必要な情報を提供し続けます。
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キャッシング: 解決プロセスを高速化するために、DNS サーバーは受信した応答をキャッシュします。この機能により、サーバーはドメインの IP アドレスを記憶できるため、クエリごとに完全な解決を行う必要性が軽減されます。
さまざまな種類の DNS サーバー
DNS サーバーにはいくつかの種類があり、それぞれに独自の役割があります。
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DNS リゾルバ: DNS クエリ プロセスにおけるクライアントの最初の連絡先。
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ルートサーバー: クエリを適切な TLD サーバーに誘導する DNS 階層の最上位レベル。
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TLD サーバー: 特定の TLD (.com、.net など) の下にあるドメインに関する情報を管理します。
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権威DNSサーバー: ドメインの IP アドレスに関する確定的な情報を保持します。
DNS アプリケーション、課題、ソリューション
DNS は IP アドレスを解決するだけではありません。電子メールのルーティング、ドメインのメール交換サーバーの一覧表示、その他のドメイン固有のデータの保存にも使用されます。
ただし、DNS は、DNS スプーフィングや DNS 増幅攻撃など、いくつかのセキュリティ上の課題に直面しています。DNSSEC (Domain Name System Security Extensions) などのソリューションは、DNS データの整合性と信頼性を保証するために開発されました。DNSSEC は、データにデジタル署名して、転送中にデータが改ざんされていないことを確認することで、脅威に対抗します。
DNS と類似システムの比較
DNS はドメインから IP への解決に使用される主要なシステムですが、代替手段もあります。
| システム | 説明 |
|---|---|
| DNS | インターネット全体で使用される分散型の階層型システム。堅牢性、スケーラビリティ、フォールト トレランスを提供します。 |
| ホストファイル | ホスト名を IP アドレスにマッピングするために使用されるオペレーティング システム内のローカル ファイル。スケーラビリティは制限されています。 |
| mDNS (マルチキャストDNS) | 小規模ネットワーク内でホスト名を IP アドレスに解決します。DNS サーバーや事前設定されたサービスは必要ありません。 |
| LDAP (軽量ディレクトリ アクセス プロトコル) | 分散ディレクトリ情報サービスにアクセスし、維持するために使用されるプロトコル。DNS よりも複雑です。 |
DNSの将来展望と技術
DNS は、新たなテクノロジーとユーザーの要求に合わせて進化し続けています。DNS over HTTPS (DoH) と DNS over TLS (DoT) は、DNS トラフィックを暗号化してユーザーのプライバシーとセキュリティを強化する新しいプロトコルです。
さらに、モノのインターネット (IoT) デバイスが増加するにつれて、スムーズで信頼性の高いネットワーク通信を維持するには、効率的な DNS 操作が重要になります。
プロキシサーバーとDNS
プロキシ サーバーは、他のサーバーのリソースを求めるクライアントからの要求を仲介する役割を果たします。これらの要求には Web ページへのアクセスが含まれる場合があり、その場合、プロキシ サーバーは DNS と対話してドメイン名を解決することがあります。
プロキシ サーバーの一種である DNS プロキシは、デバイスからの DNS クエリを DNS サーバーに転送し、キャッシュによってパフォーマンスを向上させ、コンテンツ フィルタリングやセキュリティ強化などの追加機能を提供する可能性があります。
関連リンク
分散型でフォールト トレラント、スケーラブルなシステムを提供することで、DNS はインターネットの機能の要であり続けます。DNS は新しいテクノロジーとユーザーの要求とともに進化し、インターネット通信の領域における研究と理解の重要なトピックであり続けるでしょう。
