DNS、CDNサービスの詳細解説(一)

1. 名前解決の概要とDNS

1.1 名前解決の必要性

TCP/IPネットワークではデバイス間の通信にIPアドレスを使用しますが、数値形式のIPアドレスは記憶が困難です。これを解決するため、www.wang.orgのような人間に優しいドメイン名を使用します。DNS（Domain Name System）はこのドメイン名をIPアドレスに変換する分散型データベースサービスです。

主な利点：

• ホスト名とIPアドレスの分離（IP変更時も名前維持可能）
• インターネットリソースへの直感的なアクセス

1.2 名前解決方法の種類

ローカルホストファイル

# Linux: /etc/hosts
# Windows: %WINDIR%\system32\drivers\etc\hosts

122.10.117.2  www.wang.org www
93.46.8.89    www.google.com google

DNSシステムの特徴

• アプリケーション層プロトコル
• C/Sアーキテクチャ
• 使用ポート：53/udp, 53/tcp
• BIND（Berkeley Internet Name Domain）実装

1.3 ドメイン名構造

階層	例	説明
ルートドメイン	.	13台のルートサーバー
トップレベル	.com .org .jp	組織/国別コード
セカンドレベル	wang.org	組織専用ドメイン
サードレベル	study.wang.org	最大127階層まで可能

2. DNSの動作原理

2.1 クエリタイプ

再帰的クエリ（Recursive Query）

クライアントとローカルDNS間で使用。DNSサーバーが最終結果を返すまで責任を持って解決。

特徴：

• 単一のクエリで解決
• クライアント負荷軽減

反復クエリ（Iterative Query）

DNSサーバー間で使用。参照先情報を返し、クライアントが直接問い合わせ。

特徴：

• 複数クエリが必要
• トラフィック分散効果

2.2 DNSキャッシュ

# WindowsでのDNSキャッシュ確認
ipconfig /displaydns | findstr redhat

# Linuxでのキャッシュクリア
systemctl restart nscd

キャッシュ戦略：

• TTL（Time To Live）値に基づき保持
• クエリ効率向上
• ネットワーク負荷削減

3. DNSサーバーの実装

3.1 主要コンポーネント

コンポーネント	説明
プライマリサーバー	マスターデータ保持
セカンダリサーバー	ゾーン転送でデータ複製
キャッシュサーバー	クエリ結果を一時保存
フォワーダー	特定クエリを上位サーバーに転送

3.2 逆引きゾーンの設定

# named.conf設定例
zone "117.243.177.in-addr.arpa" {
    type master;
    file "117.243.177.rev";
};

4. 高度なDNS構成

4.1 CDN連携

コンテンツデリバリネットワーク：

• 地理的位置に基づく最適サーバー選択
• レイテンシ削減
• 負荷分散

4.2 スマートDNS

# GeoIPデータベース連携例
view "internal" {
    match-clients { 192.168.0.0/16; };
    zone "example.com" {
        type master;
        file "internal.example.com.zone";
    };
}

機能：

• クライアント位置情報に応じた応答
• ネットワーク最適化
• 障害回避

5. インターネットDNSアーキテクチャ

5.1 ルートサーバー構成

重要な事実：

• IPv4ルートサーバー：13台（米国10、欧州2、日本1）
• 雪人計画（IPv6）：25台（中国1主3従含む）

5.2 セキュリティ強化

DNSSEC実装：

• デジタル署名による応答検証
• キャッシュポイゾニング防止
• 完全性保証

6. 実践的な設定例

6.1 サブドメイン委任

# 親ドメイン設定
subdomain IN NS ns1.subdomain.example.com.
ns1.subdomain IN A 192.168.1.10

6.2 フォワーダー設定

options {
    forwarders {
        8.8.8.8;
        8.8.4.4;
    };
    forward only;
};

7. トラブルシューティングツール

# 主要コマンド
dig www.example.com
nslookup www.example.com
host 192.168.1.1
whois example.com

チェックポイント：

• ゾーン転送の正常性
• TTL値の適切性
• 逆引き設定の整合性

8. 最新動向（2023年）

• DoH（DNS over HTTPS）の普及
• 量子コンピューティング耐性アルゴリズム研究
• 自動ゾーン管理のクラウド統合