1. DNSとは何か？
DNS（Domain Name System）は、インターネット上でドメイン名をIPアドレスに変換するシステムです。例えば、「google.com」というドメイン名を入力すると、DNSが対応するIPアドレス（例: 142.250.185.78）を取得し、Webサイトに接続できるようにします。
なぜDNSが必要なのか？
- 人間は「192.168.1.1」のような数値よりも「example.com」のようなドメイン名の方が覚えやすい。
- インターネット上のIPアドレスは変更されることがあるが、DNSを利用することでユーザーは影響を受けずにアクセスできる。
- ネットワークの負荷を分散し、効率的なデータ通信を実現する。
2. DNSの仕組み
DNSの基本的な動作は以下のようになります。
- ユーザーのリクエスト ユーザーがブラウザに「example.com」を入力。
- キャッシュの確認 端末やISPのDNSキャッシュに「example.com」のIPアドレスがある場合、その情報が直接返される。
- DNSサーバーへの問い合わせ キャッシュに情報がない場合、以下のような段階を経てIPアドレスが取得される。
- ルートDNSサーバー：TLD（Top Level Domain, 例: .com, .org, .jp）を管理するサーバーを案内。
- TLD DNSサーバー：特定のドメイン（example.com）のネームサーバーの情報を提供。
- 権威DNSサーバー：最終的に正しいIPアドレスを返す。
- 接続の確立 取得したIPアドレスを使い、Webサイトのサーバーに接続する。
3. 主なDNSサーバーの種類
DNSにはいくつかの役割を持つサーバーがあります。
| DNSサーバーの種類 | 役割 |
|---|---|
| ルートDNSサーバー | インターネットのトップレベルでDNSクエリを処理する。 |
| TLD（トップレベルドメイン）サーバー | 「.com」「.net」「.jp」などのドメインを管理。 |
| 権威DNSサーバー | 実際にドメインのIPアドレスを管理し、最終的な情報を提供。 |
| キャッシュDNSサーバー | ISPやローカルネットワーク内でDNS結果を保存し、処理を高速化。 |
4. DNSレコードの種類
DNSには、さまざまな種類のレコード（データ）が登録されています。代表的なものを紹介します。
| レコード | 説明 |
|---|---|
| Aレコード | ドメイン名をIPv4アドレスに変換 |
| AAAAレコード | ドメイン名をIPv6アドレスに変換 |
| CNAMEレコード | ドメインのエイリアス（別名）を設定 |
| MXレコード | メールサーバーの情報を設定 |
| TXTレコード | ドメイン所有証明やSPFレコードなどのテキスト情報 |
例えば、example.com のAレコードが 192.168.1.1 に設定されていれば、example.com にアクセスすると 192.168.1.1 のサーバーへ接続されます。
5. DNSのキャッシュとTTL
DNSのクエリ結果は、キャッシュ（一定期間保存）されることで、問い合わせ回数を減らしネットワーク負荷を軽減します。
TTL（Time To Live）とは？
TTLはDNSキャッシュの有効期限を示す数値で、単位は秒です。例えば、TTLが3600（1時間）で設定されている場合、その間はキャッシュが利用され、再問い合わせが不要になります。
6. DNSの問題とトラブルシューティング
DNSが正常に機能しない場合、以下のような問題が発生することがあります。
主なDNSの問題
- 名前解決ができない → ドメインのDNS設定ミスやサーバーの障害。
- キャッシュの古い情報が使われる → TTLが長すぎる場合、変更が反映されるのに時間がかかる。
- ISPのDNSが遅い → ISP提供のDNSサーバーが応答遅延を引き起こすことがある。
解決方法
- DNSキャッシュのクリア
- Windows:
ipconfig /flushdns - macOS:
sudo dscacheutil -flushcache - Linux:
sudo systemd-resolve --flush-caches
- Windows:
- 別のDNSサーバーを利用 Google Public DNS（8.8.8.8, 8.8.4.4）やCloudflare DNS（1.1.1.1）に変更することで改善することがある。
nslookupやdigコマンドで診断nslookup example.comdig example.com
7. DNSのセキュリティ
DNSはインターネットの基盤であるため、攻撃の対象となることがあります。主なDNS攻撃と対策を紹介します。
| 攻撃の種類 | 説明 | 対策 |
|---|---|---|
| DNSキャッシュポイズニング | 偽のIPアドレスをキャッシュに注入 | DNSSECを導入 |
| DDoS攻撃 | 大量のリクエストを送りDNSを麻痺させる | レート制限、Anycast DNS |
| ドメインハイジャック | 不正な設定変更により乗っ取り | 強固な認証設定 |
特に「DNSSEC（DNS Security Extensions）」を活用することで、DNSの改ざんや不正アクセスを防ぐことができます。
8. まとめ
- DNSはドメイン名をIPアドレスに変換するシステム。
- ルートDNS、TLD DNS、権威DNSサーバーを経由して名前解決が行われる。
- DNSにはAレコード、CNAMEレコード、MXレコードなどの種類がある。
- DNSキャッシュを利用することで高速化されるが、TTLに注意が必要。
- DNSの問題にはキャッシュのクリアやGoogle Public DNSの利用で対応可能。
- セキュリティ対策としてDNSSECやDDoS防御が重要。
次に学ぶべき関連技術
- DNSSEC：DNSのセキュリティ拡張
- BIND：Linuxでよく使われるDNSサーバー
- CloudflareのDNS管理：無料で使える高速DNS
DNSはシンプルに見えて、インターネット全体の基盤を支える重要な技術です。しっかり理解し、実践的なスキルを身につけましょう！
