DNS ― 名前をIPアドレスに変える

IPアドレスは住所です。しかし人間が覚えて打ち込むには、www.example.com のような名前の方が扱いやすいのが現実です。この名前（ドメイン名）から 実際の通信で使う住所（IPアドレス）を引く仕組みが DNS（Domain Name System）です。

www.example.com のIPアドレスを調べる例で、問い合わせの順番を追います。

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   PCがキャッシュDNSサーバに聞く

   PC（スタブリゾルバ）は、まず自分の設定されたキャッシュDNSサーバに丸ごと問い合わせる。

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   キャッシュになければルートDNSサーバへ

   過去に調べた答えが残っていなければ、キャッシュDNSサーバはルートDNSサーバに問い合わせる。

3. 3

   ルートは「.comはここ」とTLDサーバを教える

   ルートDNSサーバは最終的な答えを知らないので、.comを管理するTLDサーバの場所だけを教える（委任）。

4. 4

   TLDサーバは「example.comはここ」と権威DNSサーバを教える

   同じ質問をTLDサーバに投げ直すと、example.comを管理する権威DNSサーバの場所を教えてくれる。

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   権威DNSサーバがIPアドレスを答える

   最後に権威DNSサーバへ問い合わせると、203.0.113.10のような最終的なIPアドレスが返る。

キャッシュDNSサーバが代わりに何往復もして答えを持ち帰り、PCには最終的なIPアドレス1つだけが返ります。 PC自身がルートやTLDに直接問い合わせることはありません。

上の図に出てきた2種類の問い合わせは、頼み方が違います。再帰問い合わせは「知らなくてもいいので、 とにかく代わりに調べて最終的な答えだけ返して」と頼む問い合わせです。PCがキャッシュDNSサーバに対して行うのはこちらで、 キャッシュDNSサーバは自分で最後まで調べ切る責任を負います。

一方反復問い合わせは「知っていれば答えて、知らなければ次に聞くべき場所を教えて」と頼む問い合わせです。 キャッシュDNSサーバがルート・TLD・権威の各サーバに対して行うのはこちらで、ルートDNSサーバやTLDサーバは 「自分は知らないが、この先のサーバなら知っている」という委任情報だけを返します。調べ切る責任はキャッシュDNSサーバ側に残ったままです。

世界中のアクセスのたびにルートDNSサーバまで問い合わせていては、ルートDNSサーバがすぐに音を上げてしまいます。 そこでDNSの応答にはTTL（Time To Live、生存時間。単位は秒）が付いています。

キャッシュDNSサーバは一度得た答えをTTLの間だけ保存し、同じ質問が来てもルートまで聞きに行かず、保存した答えをそのまま返します。 TTLが切れると答えを破棄し、次に同じ質問が来たときだけ改めてルートから調べ直します。

DNSサーバが持っている情報は「レコード」という単位で管理され、いくつかの種類があります。 よく出てくる5種類だけ押さえておけば十分です。

ここまでの例で使ってきた「名前からIPアドレスを引く」動きはAレコード（IPv4）やAAAAレコード（IPv6）の話です。 CNAMEは、あるドメイン名を別のドメイン名に付け替えるための別名で、最終的にはその先のドメイン名がAレコードで解決されます。

DNSの問い合わせと応答は、通常UDPの53番ポートを使います。UDPは1回のやり取りで完結する軽い通信に向いており、 多くのDNS問い合わせはこれで十分です。ただし、応答のデータサイズが大きくなる場合や、 サーバ間で大量のデータをやり取りする場合は、信頼性の高いTCPの53番ポートに切り替わります。

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