DNS（Domain Name System）は、ドメイン名をIPアドレスに変換するシステムです。ユーザが「www.example.com」などのウェブサイトにアクセスする際、DNSがそのドメイン名をIPアドレスに変換し、目的のサーバに接続できるようにしてくれます。この「名前解決」の仕組みは、インターネットを利用する上で欠かせない技術です。
DNSの階層構造
DNSは、世界中で分散管理されており、階層的な構造で名前解決が行われます。主な役割を持つサーバは以下の通りです。
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ルートDNSサーバ
- 名前解決の最初の問い合わせ先となり、世界中に13のルートDNSサーバが分散しています。
- ルートDNSサーバは、トップレベルドメイン（TLD）サーバのIPアドレスだけを保持しており、例えば「.com」「.org」「.jp」などのドメインの担当TLDサーバへの経路を返します。
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TLD DNSサーバ
- TLD DNSサーバは、各トップレベルドメイン（TLD）に対応するサーバで、「.com」「.jp」「.org」など、それぞれのTLDに属するドメインの情報を管理しています。
- 例えば、「example.com」の名前解決を行う場合、「.com」のTLDサーバが「example.com」配下のネームサーバのIPアドレスを返します。
- TLDサーバは非常に多くのアクセスを受けるため、世界中に分散されており、Anycastルーティングにより、ユーザから最も近いTLDサーバが自動的に選ばれるようになっています。
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SLD DNSサーバ（ネームサーバ）
- SLD DNSサーバ（セカンドレベルドメインDNSサーバ）は、ドメイン名の最終的な名前解決を担当します。
- 例えば「www.example.com」の場合、「example.com」のSLDサーバが「www.example.com」の具体的なIPアドレスを返します。
- SLDサーバは通常、各ドメイン所有者（企業や組織）によって管理され、TLDサーバから委託された情報をもとに、ドメイン配下の名前解決を行います。
DNSの名前解決の流れ
DNSの名前解決は階層的に行われ、以下の流れでIPアドレスが返されます。
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ルートDNSサーバに問い合わせ
ユーザが「www.example.com」にアクセスすると、まずルートDNSサーバに問い合わせが行われ、ルートサーバは「.com」TLDサーバのIPアドレスを返します。 -
TLD DNSサーバに問い合わせ
続いて、「.com」TLDサーバに対して「example.com」についての問い合わせが行われ、TLDサーバは「example.com」のSLD DNSサーバのIPアドレスを返します。 -
SLD DNSサーバに問い合わせ
最後に、SLD DNSサーバに「www.example.com」のIPアドレスを問い合わせ、ここで最終的なIPアドレスが返されます。これにより、ユーザは目的のウェブサイトにアクセスできます。
負荷対策
TLD DNSサーバは非常に多くのリクエストを受けるため、次のような負荷対策が取られています。
- Anycastルーティング：ユーザから最も近いTLDサーバに接続するため、負荷が分散されます。
- 複数のサーバによる分散運用：各TLDは複数のサーバで運用され、世界中に分散配置されています。
- キャッシュの利用：クライアントやISPのDNSサーバが、名前解決結果をキャッシュし、TLDやSLDサーバへのリクエストが減少するようにしています。
まとめ
DNSは、ルートDNSサーバからTLDサーバ、SLDサーバと、階層的に情報を引き出す仕組みで構成されています。これにより、膨大なドメイン名とIPアドレスの対応関係を効率よく管理できるだけでなく、冗長性や負荷分散にも優れた構造となっています。DNSの仕組みは、インターネットの利用を支える重要な役割を果たしています。