DNSとは

DNS（Domain Name System）完全ガイド

DNSは、ドメイン名をIPアドレスに変換するシステムです。Webアプリケーションが動作する上で不可欠な仕組みを詳しく解説します。

1. DNSとは

DNSの役割

DNS（Domain Name System）は、人間が覚えやすいドメイン名（例: example.com）を、コンピュータが理解できるIPアドレス（例: 93.184.216.34）に変換するシステムです。

ユーザーがブラウザに入力: example.com
         ↓
    DNSが解決
         ↓
    IPアドレス: 93.184.216.34
         ↓
    ブラウザがIPアドレスに接続

なぜDNSが必要か

IPアドレスの問題:

• 数字の羅列で覚えにくい（例: 93.184.216.34）
• IPアドレスが変更されると、すべてのユーザーが新しいIPアドレスを知る必要がある

DNSの解決:

• 覚えやすいドメイン名を使用できる（例: example.com）
• IPアドレスが変更されても、DNSレコードを更新するだけで対応可能

2. DNSの仕組み

DNS解決の流れ

1. ユーザーがブラウザに「example.com」を入力
   ↓
2. ブラウザがOSにDNSクエリを送信
   ↓
3. OSがリゾルバー（DNSサーバー）に問い合わせ
   ↓
4. リゾルバーがルートサーバーに問い合わせ
   ↓
5. ルートサーバーが「.com」のTLDサーバーを返す
   ↓
6. リゾルバーが「.com」のTLDサーバーに問い合わせ
   ↓
7. TLDサーバーが「example.com」の権威DNSサーバーを返す
   ↓
8. リゾルバーが権威DNSサーバーに問い合わせ
   ↓
9. 権威DNSサーバーがIPアドレスを返す
   ↓
10. リゾルバーがIPアドレスをブラウザに返す
    ↓
11. ブラウザがIPアドレスに接続

DNS階層構造

                    (ルート)
                      |
        +-------------+-------------+
        |             |             |
      .com          .org          .jp
        |             |             |
    example.com   example.org   example.jp
        |
    www.example.com

3. DNSレコードの種類

Aレコード（IPv4アドレス）

example.com.    IN    A    93.184.216.34

• ドメイン名をIPv4アドレスにマッピング
• 最も基本的なDNSレコード

AAAAレコード（IPv6アドレス）

example.com.    IN    AAAA    2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946

• ドメイン名をIPv6アドレスにマッピング

CNAMEレコード（別名）

www.example.com.    IN    CNAME    example.com.

• ドメイン名の別名を定義
• 複数のドメイン名を同じIPアドレスにマッピング

MXレコード（メールサーバー）

example.com.    IN    MX    10    mail.example.com.

• メールサーバーのホスト名を指定
• 優先度（10）が低いほど優先される

TXTレコード（テキスト情報）

example.com.    IN    TXT    "v=spf1 include:_spf.example.com ~all"

• 任意のテキスト情報を格納
• SPF、DKIM、DMARCなどのメール認証に使用

NSレコード（ネームサーバー）

example.com.    IN    NS    ns1.example.com.
example.com.    IN    NS    ns2.example.com.

• ドメインの権威DNSサーバーを指定

4. DNS解決の実践

コマンドラインツールでの確認

digコマンド

# Aレコードの確認
dig example.com

# 結果例:
# ; <<>> DiG 9.16.1 <<>> example.com
# ;; global options: +cmd
# ;; Got answer:
# ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 12345
# ;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
#
# ;; QUESTION SECTION:
# ;example.com.      IN  A
#
# ;; ANSWER SECTION:
# example.com.    86400  IN  A  93.184.216.34

nslookupコマンド

# IPアドレスの確認
nslookup example.com

# 結果例:
# Server:    8.8.8.8
# Address:  8.8.8.8#53
#
# Non-authoritative answer:
# Name:  example.com
# Address: 93.184.216.34

hostコマンド

# ドメイン情報の確認
host example.com

# 結果例:
# example.com has address 93.184.216.34
# example.com has IPv6 address 2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946

ブラウザでの確認

1. 開発者ツールを開く（F12）
2. Networkタブを選択
3. ページをリロード
4. 最初のリクエストを確認
   • DNS Lookupの時間が表示される
   • 通常、数ミリ秒から数百ミリ秒

5. DNSキャッシュ

DNSキャッシュの階層

1. ブラウザキャッシュ
   ↓（キャッシュなし）
2. OSキャッシュ（hostsファイル、DNSキャッシュ）
   ↓（キャッシュなし）
3. リゾルバーキャッシュ（ISPのDNSサーバーなど）
   ↓（キャッシュなし）
4. 権威DNSサーバー

TTL（Time To Live）

example.com.    86400    IN    A    93.184.216.34
                ^^^^^^
                TTL（秒）

• DNSレコードの有効期限
• 86400秒 = 24時間
• TTLが短いほど、変更が早く反映されるが、DNSクエリが増える

キャッシュの確認とクリア

# macOS/Linux: DNSキャッシュの確認
sudo dscacheutil -q host -a name example.com

# Windows: DNSキャッシュのクリア
ipconfig /flushdns

# ブラウザキャッシュのクリア
# Chrome: chrome://net-internals/#dns でクリア

6. DNSのセキュリティ

DNS over HTTPS (DoH)

// ブラウザがDoHを使用する場合
// DNSクエリがHTTPSで暗号化される
// 例: Cloudflare (1.1.1.1) や Google (8.8.8.8) が提供

メリット:

• DNSクエリが暗号化される
• プライバシーが保護される

DNS over TLS (DoT)

• DNSクエリがTLSで暗号化される
• ポート853を使用

DNSSEC

• DNSレコードの改ざんを検出
• デジタル署名を使用

7. 実務でのDNS設定

サブドメインの設定

# メインドメイン
example.com.    IN    A    93.184.216.34

# サブドメイン
www.example.com.    IN    CNAME    example.com.
api.example.com.    IN    A        203.0.113.1
blog.example.com.   IN    CNAME    example-blog.com.

ロードバランシング

# 複数のAレコードでロードバランシング
example.com.    IN    A    93.184.216.34
example.com.    IN    A    203.0.113.1
example.com.    IN    A    198.51.100.1

フェイルオーバー

# プライマリサーバー
example.com.    300    IN    A    93.184.216.34

# セカンダリサーバー（TTLを短く設定）
backup.example.com.    60    IN    A    203.0.113.1

8. よくある問題と解決策

問題1: DNS解決が遅い

原因:

• リゾルバーサーバーが遠い
• TTLが短すぎる
• DNSサーバーの負荷が高い

解決策:

• 高速なDNSサーバーを使用（例: Cloudflare 1.1.1.1、Google 8.8.8.8）
• TTLを適切に設定（通常は3600秒以上）
• DNSキャッシュを活用

問題2: DNSレコードの変更が反映されない

原因:

• DNSキャッシュが残っている
• TTLが長すぎる

解決策:

• DNSキャッシュをクリア
• TTLを短く設定してから変更（変更後、元に戻す）

問題3: サブドメインが動作しない

原因:

• DNSレコードが正しく設定されていない
• ワイルドカードレコードが必要

解決策:

# ワイルドカードレコードの設定
*.example.com.    IN    A    93.184.216.34

これで、DNSの仕組みと実務での使い方を理解できるようになりました。