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Domain Name System

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
ドメインの階層構造

Domain Name System（ドメイン・ネーム・システム、DNS）とは、コンピュータネットワーク上のホスト名や電子メールのアドレスに使われるドメイン名と、IPアドレスとの対応づけ（正引き、逆引き）を管理するために使用されているシステムである。後述の通りインターネットのシステムとして開発されているが、インターネットに限定したシステムではなく、それ以外のネットワークでも応用できる。

1983年に、インターネットを使った階層的な分散型データベースシステムとして、Information Sciences Institute（ISI）のポール・モカペトリスとジョン・ポステルにより開発された[1]。

インターネットに接続されているすべてのコンピュータ（ノード）は、IPアドレスを持っている。インターネット上のコンピュータにアクセスするためには、そのコンピュータの IPアドレスを知る必要がある。しかし、IPアドレスは0から255までの数値を4つ組み合わせ（IPv4の場合）で表現されるため、人間には記憶しにくい。そのため、IPアドレスを文字列で扱うことができるような機構として、インターネットドメイン名が考案された。そして、ドメイン名からIPアドレスを引き出す機能（正引き）が、DNSの代表的な機能である。このほか、ドメイン名に関連するメールサーバ情報なども取り扱っている。

動作

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ホスト名から、そのホストにアクセスするためのIPアドレスを得ることを、ホスト名の「名前解決」（resolve）と呼ぶ。インターネットにおいて、この名前解決を行う仕組みをDNSという。

DNSは、ホスト名（例：ja.wikipedia.org）に対して、そのホストが持つIP アドレス（たとえば130.94.122.197）に変換（またはその逆の変換）を行うシステムである[2]。喩えるならば、DNSは「（決して重複しないよう制限されて名付けられた前提での）氏名」から電話番号を自動で調べる世界規模の電話帳である。

DNSサーバと呼ばれるコンピュータを参照し、

例えば、ウェブブラウザにURIを入力してネットワークにアクセスする際、ブラウザはURIを解析してアクセスすべきWebサーバのホスト名を取り出し、OS内部のスタブリゾルバ（リゾルバ」またはネームリゾルバ）に引き渡す。スタブリゾルバは、フルリゾルバ（DNSキャッシュサーバ）にWebサーバのホスト名を問い合わせる。フルリゾルバ（DNSキャッシュサーバ）から返ってきたIPアドレスをブラウザに返すことで、名前解決が完了する。ブラウザは、得られたIPアドレスを使用して、Webサーバとの通信を開始する。このようにしてブラウザはインターネットにアクセスする。

DNSに格納されている情報を「レコード」（DNSレコード、リソースレコード）と呼ぶ。レコードは格納する情報によって種類が分類分けされている。レコードの種類は「DNSレコードタイプの一覧」を参照。

これらの情報は、インターネット上のいくつものDNSサーバに分散して格納されている。インターネットには莫大な数のコンピュータが接続されており、これらのホスト名と IPアドレスは日々更新されつづけているため、インターネット上のすべてのホスト名を一台のコンピュータで集中管理することは現実的ではなかった。そのためインターネット上のコンピュータをある単位で区分けして、それぞれのグループがもつデータをグループごとのコンピュータに別々に管理させるようにした。これが DNS の基本的なアイデアである。このグループをドメインと呼ぶ。各グループには英数字とハイフン（ - ）からなるラベル（ドメイン名）がつけられており、異なるドメインの情報は異なるコンピュータに格納される。

今でこそDNSはホスト名とIPアドレスの対応づけに使用されるのがほとんどだが、もともとは電子メールの配送方法やコンピュータの機種名を登録するなどといった用途も考えられていた。

ドメイン名で構成される空間はドメイン名空間と呼ばれるが、これは階層構造をなしている。たとえばja.wikipedia.orgというホスト名はja、wikipedia、orgという3つの階層に区切ることができる。ja.wikipedia.orgというホストはwikipedia.orgドメインに所属しており、このドメインはさらにorgドメインに所属している。階層構造の頂点には.で表されるルートドメインがただ一つあり、そこから.com、.org、.jp などの各トップレベルドメイン（TLD）が分かれている。さらに、TLDも子ドメインを持つことができ、セカンドレベルドメイン（SLD）と呼ばれる[2]。

各ドメインはゾーンと呼ばれる管轄に分けて管理されている。ゾーンはドメイン名前空間上のある一部分に相当し、それぞれのゾーンは独立したDNSコンテンツサーバと呼ばれるコンピュータによって管理されている（ドメイン名の委譲）。DNSコンテンツサーバは、管理しているゾーンのホスト名とIPアドレスの組を記述したデータベースを持っており、クライアントマシン（あるいはDNSキャッシュサーバ）からの要求に応じて、あるホスト名に対応するIPアドレスを返す。DNSクライアントはルートサーバからいくつものDNSサーバをたどっていき、最終的なホスト名のIPアドレスを得る（DNSの再帰検索）。

DNSサーバの役割

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→「DNSサーバ」および「ルートサーバ」も参照
www.wikipedia.orgを名前解決する流れ

具体的な例として、ja.wikipedia.orgというホスト名の IPアドレスを検索することを考えると、再帰検索は、トップレベルドメインをルートサーバに問い合わせることからはじまる。ja.wikipedia.orgというホスト名はwikipedia.orgドメインに属し、またwikipedia.orgドメインはorgドメインに属するため、クライアントは最初にorgドメインのDNSサーバ（ネームサーバ）のIPアドレスを得なければならない。

まず、クライアントは適当なルートサーバをひとつ選ぶ。ここでは A.ROOT-SERVERS.NET（198.41.0.4）とする。2026年において、ルートサーバに登録されているorgドメインのネームサーバは13クラスタあり、そのうちのひとつはa7.nstld.com（192.5.6.36）である。

つぎにクライアントは、このネームサーバにwikipedia.orgドメインのネームサーバの IPアドレスを問い合わせる。するとそのネームサーバのホスト名はdns34.register.com（216.21.226.87）であることがわかる。

最後に、このネームサーバにja.wikipedia.orgのIPアドレスを問い合わせる。するとこのサーバは最終的な答130.94.122.197を返す。こうして目的とするホスト名のIPアドレスを検索できる。

権威サーバ（DNSコンテンツサーバ）

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DNSはデータを分散して保持する多数の権威サーバ（DNSコンテンツサーバ）とフルリゾルバ（DNSキャッシュサーバ）からなる。権威サーバ（DNSコンテンツサーバ、権威DNSサーバ」[3]、権威あるDNS[4]とも）は自らが担当する一定の範囲のドメイン名の名前解決を内部のデータベースを使って行い、その結果のIPアドレスを送り返す[3]。

フルリゾルバ（DNSキャッシュサーバ）

キャッシュDNSサーバは権威DNSサーバの回答結果を一定期間保存して代わりに回答する機能を持ち、権威サーバ（DNSコンテンツサーバ）の負荷を分散する[5]。

DNS over HTTPS (DoH) / DNS over TLS (DoT)

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→詳細は「DNS over HTTPS」および「DNS over TLS」を参照

DNS over HTTPS (DoH)は、スタブリゾルバとフルリゾルバ（DNSキャッシュサーバ）の間で行われるDNSクエリ（問い合わせ）とDNSレスポンス（応答）のやり取りをHTTPS上で行う[注 1]ことで、セキュリティとプライバシーを向上させる。これは RFC 8484 で定義され、MIMEタイプとしてapplication/dns-messageを使う。

DNS over TLS(DoT)は、同様のDNSクエリとDNSレスポンスを、TLSプロトコルを介して暗号化してやり取りする技術であり、得られるセキュリティ効果はDoHと同様である。

存在意義

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DNSは、ほとんどのインターネット利用者が普段意識していない透過的なシステムだが、その役割は非常に重要である。あるドメインを管理しているDNSサーバが停止してしまうと、そのドメイン内のホストを示すURLやメールアドレスの名前解決などができなくなり、ネットワークが利用者とつながっていてもそのドメイン内のサーバ類には事実上アクセスできなくなる。そのため、重要なDNSサーバは二重化されていることが多い。

またDNS偽装を行うと、情報を容易に盗聴・偽装することができてしまう。情報レコードの不正な書き換えを防止するため、コンテンツサーバのマスタ（プライマリ）はインターネット（外部）から隠匿し、インターネットには特定のマスタのコピー（ゾーン転送）を受け取るスレーブ（セカンダリ）を公開するなどの構成を組んで、防衛手段を講じる。

関連語句

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関連プロトコル

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  • STD0013
    • RFC 1034 : DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES
    • RFC 1035 : DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION
  • RFC 8310: Usage Profiles for DNS over TLS and DNS over DTLS - TLS（TCPを使用）およびDTLS（UDPを使用）上でDNSメッセージのやり取りを行うプロトコルの規定。セキュリティやプライバシー保護の向上を意図している。
  • RFC 8484: DNS Queries over HTTPS - HTTPS上でDNSメッセージのやり取りを行うプロトコルの規定。使用するHTTPのバージョンとしてはHTTP/2が推奨されている。こちらも、セキュリティやプライバシー保護の向上を意図している。
  • RFC 9499:DNS Terminology - DNSの用語
  • マルチキャストDNS - mDNS とも表現される
  • LLMNR - Link Local Multicast Name Resolution

脚注

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注釈

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  1. ↑ つまり、ポート53を使わずにポート443を使う。

出典

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  1. ↑ “ISI Marks 20th Anniversary of Domain Name System”. Information Sciences Institute (2003年6月26日). 2013年11月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年11月6日閲覧。
  2. 1 2 “セキュアなドメインネームシステム（DNS）の導入ガイド”. IPA. pp. 2-1-2-8 (2026年5月9日). 2026年5月9日閲覧。
  3. 1 2 “インターネット用語1分解説～権威DNSサーバ(authoritative name server)とは～”. JPNIC (2012年9月18日). 2022年11月6日閲覧。
  4. ↑ “第7回 DNSの仕組みについて”. Linux技術者認定機関 LPI-Japan [エルピーアイジャパン]. 2022年11月6日閲覧。
  5. ↑ “重要技術　DNSの仕組み”. 国民のための情報セキュリティサイト. 2021年4月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年11月6日閲覧。

外部リンク

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