はじめに
インターネットがどのように構築されているのか理解する。
内容は以下である。
・インターネット
・プロバイダ
・AS
・IPアドレス
要約
インターネットは、世界中にあるTier1と国内の基幹ISPが
相互接続されることで形成されている。
ネットワークを管理する組織は、
自身が管理する複数のネットワークをASとしてまとめて管理している。
そのため、インターネットのスケールで考えるとAS間で通信が行われている。
インターネット
コンピュータネットワークの３分類の中で、
一番規模の大きいネットワーク。
プロバイダ(ISP)
インターネットへの接続をサービスとして提供する会社。
階層構造
ISPは、役割毎に階層構造になっている。
・基幹ISP
最上位に位置するISPが基幹ISP(一次ISP)。
各国には一次ISPが複数存在していて、それらは直接またはIXを介して接続されている。
その中で、他国と海底や陸上ケーブルで直接接続されているものを
Tier1という。
バックボーン：
世界中のTier1が繋がることで形成されるネットワークや、
国内の基幹ISPが繋がることで形成されるネットワークは、
インターネットを形成する中核を担っているため、
バックボーンと呼ばれている。
・二次/三次ISP
基幹ISPの下層に位置する二次ISPは、一次ISPと直接またはIXを介して接続されている。
三次ISPも同様の形態で二次ISPと接続されている。
IX(インターネット・エクスチェンジ)
世界中にあるISPやIDC(インターネットデータセンター)を接続するためのもの。
無数にあるそれらを全て相互接続するのは、現実的ではない。
そのため、IXが接点となって繋がりあっている。
IXは、LAN内におけるハブのような役割を担っている。
回線
ISPは、物理的な回線を以下のように構築している。
・専用線
専用線として自身で用意する。
・公衆回線
回線事業者が保有する公衆回線(光ケーブルや電話回線など)を
借りる。
AS(自律システム)
いくつかのネットワークをまとめたネットワーク。
インターネットはAS単位で相互接続して形成されている。
ASの範囲定義は？：
ASはIANAに申請することで一意の番号(AS番号)が割り振られて使用される。
つまり、地理による区画やISP毎というわけではなく、
申請者が申請したネットワークの集まりがASである。
概要図
プロトコル
ASは、ルーティングプロトコルを用いて経路情報をやりとりしている。
AS同士と、AS内の各ネットワーク間で使用するプロトコルは異なる。
接続方式
AS間の接続は、ピアリングとIPトランジットの２つがある。
・ピアリング
AS同士が接続する方式で、プライベートとパブリックピアリングがある。
プライベートピアリングは、２つのASを接続する。
パブリックピアリングは、IXを用いて複数のASを接続する。
・IPトランジット
宛先のASに接続する時、間に別のASが介在する接続方式。
介在するASはサービスとして提供している。
Tier1や基幹ISPなどの大規模ISPは、
多数のASと接続しているため、経路情報を保有している。
それをサービスとして下層ISPに提供している。
IPアドレス
グローバルIPアドレスは、世界中にある管理組織が階層構造を形成し管理している。
最上位に位置する団体がICANN(IANA)で、
そこから地域(アジアやヨーロッパ、アフリカなど)、国(日本ではJPNIC)、
そしてISPへと割り当てられていく。
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DNS
IPアドレスとドメイン名を対応付けし、相互変換するためのシステムをDNSという。
ドメイン名：
ドメイン名は1つのIPアドレスと対応付けするだけでなく、複数のIPアドレスと
紐づけることができる。また、ドメイン名に別称を付けることができる。
冗長性や負荷分散のため、それらが利用される。
・ドメイン名の定義
webサイトのURLの内、一部をさしてドメイン名と呼んだり、
ホスト名を含めてドメイン名(FQDN)と呼ばれることがある。
例えばhttps://www.yahoo.co.jp/の場合、
yahoo.co.jpをドメイン名と呼んだりwww.yahoo.co.jpをFQDNと呼ぶ。
wwwの意味は？：
webサーバの慣習的な表し方。
DNS構造
DNSは、キャッシュDNSサーバと権威サーバ(コンテンツサーバとも)で構成されている。
2つを併せてネームサーバもしくは、DNSサーバと呼ぶ。
ネームサーバは、文脈によって権威サーバのみを指す場合がある。
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・キャッシュDNSサーバ
クライアント端末が名前解決で問い合わせるサーバ。
インターネット上でwebサイト閲覧やメール送受信時に、
内部的に名前解決が行われている。
どこにある？
契約しているプロバイダやルータが持っている。
挙動
クライアントから問い合わせを受けると、コンテンツサーバに問い合わせる。
その結果をクライアントに返し、一時的に自身もその結果を保持する。
同じ依頼が再度来た場合、コンテンツサーバに問い合わせをせず、
自身の持つ情報を返す。
・権威サーバー
実際にドメイン名を管理しているサーバ。
階層構造
1つの権威サーバが、ドメイン名情報をすべて管理しているわけではなく、
複数のサーバが階層構造を成して管理している。
最上位に位置するのがルートサーバで、以降はドメインのレベル毎の層に成っている。
ドメインレベルとは？：
ドメイン名のドットで区切られた部分の呼称。
右から順にトップレベル、セカンドレベルと続いていく。
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管理する情報
自身が管轄するIPアドレスとドメイン名の対応表や、下位サーバ情報を持つ。
それらをゾーン情報という。
ゾーン情報は、レコード形式のデータである。
レコード例：
Aレコード：ドメイン名とIPアドレスの対応表(名前解決するためのレコード)
NSレコード：委任する下位サーバのIPアドレス
MXレコード：メールサーバを示す
ルートサーバは、トップレベルドメイン(TLD)を管理するDNSサーバの
IPアドレスなどの情報を保持している。
TLDを管理するサーバは、自身が管理するTDLと下位サーバの情報を
保持している。
例えば、jpを管理しているサーバは、ne.jpやco.jpを管理している
下位サーバの情報を持っている。
どこにある？
プロバイダや企業、団体が保持している。
挙動
キャッシュDNSサーバから問い合わせを受けると、
自身が持つゾーン情報を確認する。
Aレコードがあればそれを返すが、ない場合は下位サーバのIPアドレスを返し
そこに問い合わせし直すように促す。
nslookupコマンド
DNSサーバと接続して名前解決を行うためのコマンド。
引数で指定したIPアドレスもしくはドメイン名と、
対応するドメイン名もしくはIPアドレスを調べることができる。
ドメイン名からIPアドレスを調べることを正引き、
IPアドレスからドメイン名を調べることを逆引きという。
画面の見方
・サーバー
自身が接続したDNSサーバのドメイン名。
一般家庭では、契約したプロバイダもしくはルータのキャッシュDNSサーバ。
問い合わせるサーバにドメイン名が登録されていないとUnknown表示になる。
・権限のない回答
結果の表示。
キャッシュDNSサーバが回答すると権限のない回答になる。
コンテンツサーバに直接問い合わせをすると「権限のない回答」は表示されない。