インターネッツの繋がるしくみ（DNS編） #sa_study

インターネッツの繋がるしくみ
（DNS編）
スタジオ･アルカナ吉田紳一郎
2016/04/07(木)
SA Study #6

（免責事項）
全体を通して悪ふざけが
混じっているように感じる
方もいるかもしれませんが
意識は低めでお願いします

（免責事項）
DNSとHTTPについてお話しする
予定でしたが準備時間の不足の
影響でDNSの話のみとなりますが
どうかお許しくださいますよう
ご理解ご協力をお願い申しあげます

前回の勉強会のおさらい

http://www.slideshare.net/yossy222/tcpip-sastudy

Webブラウザ
Webサーバー
なにかすごそうなもの

Webブラウザ
Webサーバー
こんな仕組みで
繋がっていたのです
LANケーブル無線LAN電波
Ethernet
IP
TCP

データリンク層
ネットワーク層
トランスポート層
アプリケーション層
（TCP/IP編）
物理層
プレゼンテーション層
セッション層
（DNS編）
今日はここ
（物理層編）

インターネッツのコンピュータが
IPアドレスを頼りにして
繋がる仕組みは
なんとなくわかりました。

ハッシュタグは
#sa_study
らしいです

で、
ブラウザに入力するURLって
IPアドレスじゃなくて
ドメイン名を入力するけど、
どうなっているんだろう？

“DNS”
（Domain Name System）

という仕組みが
それを実現しているのだけど、
その前に…

“Hostsファイル”
について触れてみましょう。

インターネットは
DARPA(アメリカ国防高等研究計画局)
で生まれた技術。
という話を前回しました。

インターネットは
DARPAで研究開発された
ARPAnetという技術が
起源になっています。
まだTCP/IPもない時代です。

IPアドレスは数字の羅列。
だから、人間には理解しにくい。
人間にわかりやすい名前で
コンピュータに接続したい。

なので、
ホスト名とIPアドレスの対応を
記述したファイルを用意することで
解決していました。
そして、それを
全ての端末に配布していました。

“HOSTS.TXT”
127.0.0.1 localhost
192.168.33.10 vccw1.dev
192.168.33.11 vccw2.dev
こんなかんじ。

“HOSTS.TXT”
127.0.0.1 localhost
192.168.33.10 vccw1.dev
192.168.33.11 vccw2.dev
これを全端末に配布していた。

“HOSTS.TXT”
127.0.0.1 localhost
192.168.33.10 vccw1.dev
192.168.33.11 vccw2.dev
/etc/hostsファイルは
これの名残りなのです。

でも、
全ての端末に配布するなんて
めんどくさい！

そこで
“DNS”
（Domain Name System）

Hostsファイルで管理していた
ネームサーバーに集約。

各コンピューターは、
ネームサーバーに問い合わせを
することで
知ることができる。

パソコン
ネームサーバー
127.0.0.1 localhost
192.168.33.10 vccw1.dev
192.168.33.11 vccw2.dev
① vccw1.dev のIPアドレス教えてください！
② 192.168.22.10 だが！

でも、
一つのネームサーバーだけだと
数が増えると負荷に耐えられない

なので、
DNSではサーバーを分散できる
仕組みになっています

具体的にどういう仕組み？

DNSでは、
ホスト名が“.”で区切られた
階層構造になっています。
www.s-arcana.co.jp

この区切られた階層ごとに
ネームサーバーを用意することで
処理の分散が実現されています。
www.s-arcana.co.jp
それぞれネームサーバーがある。

具体的にどういうことかというと…

最上位にルートサーバーという
ネームサーバーがあります。
これは世界に13システム存在します。
ルートサーバー

ルートサーバーでは、
comドメインやjpドメインのような
トップレベルドメインを管理している
ネームサーバーの一覧を持っています
comドメイン
jpドメイン

Jpドメインサーバーでは、
coドメインやneドメインのような
さらに下位のドメインを管理している
ネームサーバーの一覧を持っています
comドメイン
jpドメイン
coドメイン
neドメイン

comドメイン
jpドメイン
coドメイン
neドメイン
s-arcanaドメイン

このように、ドメインと呼ばれる
単位の階層構造を取り入れることで
データ分散されるようになっています

じゃあ、
実際にどういう流れでドメイン名を
問い合わせているの？

「DNSサーバに問い合わせを
行うためのサーバ」
を用意して、
そのサーバーを指定します

C:Userss.yoshida>ipconfig /all
Wireless LAN adapter ワイヤレスネットワーク接続:
接続固有の DNS サフィックス . . . :
説明. . . . . . . . . . . . . . . : Broadcom 802.11n ネットワークアダプタ
物理アドレス. . . . . . . . . . . : B8-F6-B1-10-A1-93
DHCP 有効 . . . . . . . . . . . . : はい
自動構成有効. . . . . . . . . . . : はい
リンクローカル IPv6 アドレス. . . . : fe80::6d5e:67ef:fb48:bb1b%11(優先)
IPv4 アドレス . . . . . . . . . . : 192.168.1.122(優先)
サブネットマスク . . . . . . . . : 255.255.255.0
リース取得. . . . . . . . . . . . : 2016年4月6日 18:06:08
リースの有効期限. . . . . . . . . : 2016年4月9日 18:06:21
デフォルトゲートウェイ . . . . . : 192.168.1.1
DHCP サーバー . . . . . . . . . . : 192.168.1.1
DHCPv6 IAID . . . . . . . . . . . : 247002801
DHCPv6 クライアント DUID. . . . . . . . : 00-01-00-01-17-BB-F6-26-B8-F6-B1-10-A1-93
DNS サーバー. . . . . . . . . . . : 192.168.1.1
210.145.254.169
125.170.93.233
NetBIOS over TCP/IP . . . . . . . : 有効
これ

たいていの場合、
通信事業者と契約した時点で、
DNSサーバーが決まります。
そして、ルーターに設定。

Google Public DNS
のように公開されている
DNSサーバーもあります。
https://developers.google.com/speed/public-dns/

では、
「DNSサーバに問い合わせを
行うためのサーバ」は、
どんな流れで名前解決するのか。

jpドメイン
coドメイン
wwwドメイン
DNS
問合せ
サーバ
www.s-arcana.co.jpのIP教えて！
jpサーバに聞いて！

jpドメイン
coドメイン
wwwドメイン
DNS
問合せ
サーバ
co.jpサーバに聞いて！

jpドメイン
coドメイン
wwwドメイン
DNS
問合せ
サーバ
s-arcana.co.jpサーバに聞いて！

jpドメイン
coドメイン
wwwドメイン
DNS
問合せ
サーバ
s-arcana.co.jpサーバに聞いて！
133.242.181.25 ダヨ！

DNS
問合せ
サーバ
www.s-arcana.co.jpのIPは！
133.242.181.25 ダ！
名前解決したドメインは
しばらくキャッシュされます。
※TTL（Time To Live）による

DNS
問合せ
サーバ
www.s-arcana.co.jpのIPは！
133.242.181.25 ダ！
133.242.181.25 ダヨ！
パソコン

という感じで、
ドメイン名からIPアドレスは
DNSという仕組みによって
解決できるようになっています。

ゾーン情報とリソースレコード

DNSサーバーでは、ドメインを
「ゾーン」
という単位で管理します。

ゾーン
s-arcana.co.jp
ゾーン
svgn.biz
ゾーン
s-arcana.com

各ゾーンでは、
「リソースレコード」
と呼ばれる単位で
IPアドレス等を管理します。
これはネームサーバーの
管理者が更新します。

ゾーン
s-arcana.co.jp
リソースレコード
名前タイプ値 TTL
s-arcana.co.jp. SOA
ns.example.net. hostmaster.example.com.
1 7200 900 1209600 86400
900
s-arcana.co.jp. MX 10 aspmx.l.google.com. 300
s-arcana.co.jp. A 133.242.181.25 300
www.s-arcana.co.jp. CNAME s-arcana.co.jp. 300
s-arcana.co.jp. NS ns-1439.awsdns-51.org. 172800

s-arcana.co.jp. SOA
ns.example.net. hostmaster.example.com. 1
7200 900 1209600 86400
900
s-arcana.co.jp. A 133.242.181.25 300

s-arcana.co.jp. SOA
7200 900 1209600 86400
900
s-arcana.co.jp. A 133.242.181.25 300
（Start of authority）
ゾーンの権威ドメインや
シリアル番号など
（Mail eXchange）
メールサーバーの指定
（Address）
IPアドレスの指定
（Canonical NAME）
ドメインの別名を指定
（Name Server）
ネームサーバーを指定

s-arcana.co.jp. SOA
7200 900 1209600 86400
900
s-arcana.co.jp. A 133.242.181.25 300
ドメイン⇒IPアドレス
（よく使う）
ドメイン⇒ドメイン
（まあまあ使う）

ネームサーバーの構築

自分でサーバーを構築する場合
BINDというOSSがメジャー
https://ja.wikipedia.org/wiki/BIND

DNSサーバーがダウンすると
ドメイン配下のサーバーのすべてに
接続ができなくなる

プライマリ
DNSサーバー
セカンダリ
DNSサーバー
なので、冗長化する仕組みが必要。
自分で構築すると結構たいへん…
DNS情報のデータ同期
サーバーの冗長化

でも、いまはAWSの
Route 53 というサービスで
簡単に運用できちゃいます
https://aws.amazon.com/jp/route53/
ちなみに“53”という数字はDNSの使うポート番号

しかも安い。
クラウドばんざい。

アルカナも、すべて
Route 53で運用しています。

digコマンド
と
nslookupコマンド

DNSを確認するためのコマンド

$ dig A @(DNSサーバ) www.s-arcana.co.jp
; <<>> DiG 9.3.6-P1-RedHat-9.3.6-16.P1.el5_7.1 <<>> A @(DNSサーバ) www.s-arcana.co.jp
; (1 server found)
;; global options: printcmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 57012
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 4, ADDITIONAL: 0
;; QUESTION SECTION:
;www.s-arcana.co.jp. IN A
;; ANSWER SECTION:
www.s-arcana.co.jp. 300 IN CNAME s-arcana.co.jp.
s-arcana.co.jp. 300 IN A 133.242.181.25
;; AUTHORITY SECTION:
s-arcana.co.jp. 86400 IN NS ns-1439.awsdns-51.org.
s-arcana.co.jp. 86400 IN NS ns-733.awsdns-27.net.
s-arcana.co.jp. 86400 IN NS ns-1819.awsdns-35.co.uk.
s-arcana.co.jp. 86400 IN NS ns-37.awsdns-04.com.
;; Query time: 0 msec
;; SERVER: (DNSサーバ)#53((DNSサーバ))
;; WHEN: Thu Apr 7 18:11:01 2016
;; MSG SIZE rcvd: 205

C:> nslookup -type=A -timeout=5 www.s-arcana.co.jp (DNSサーバ)
Server: (DNSサーバ)
Address: (DNSサーバ)#53
Non-authoritative answer:
www.s-arcana.co.jp canonical name = s-arcana.co.jp.
Name: s-arcana.co.jp
Address: 133.242.181.25

というわけで、
なんとなくDNSのこと
わかったかも…？

さて、ここでテストです。

TCP/IPネットワークでDNSが果たす役割はどれか。
PCやプリンタなどからのIPアドレス付与の要求に対し，
サーバに登録してあるIPアドレスの中から使用されて
いないIPアドレスを割り当てる。
サーバにあるプログラムを，サーバのIPアドレスを意識
することなく，プログラム名の指定だけで呼び出すよう
にする。
社内のプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレス
に変換し，インターネットへのアクセスを可能にする。
ドメイン名やホスト名などとIPアドレスとを対応付ける。
ア
イ
ウ
エ
（出典）基本情報技術者平成26年春期午前問31

DNSに関する記述のうち，適切なものはどれか。
インターネット上のDNSサーバは階層化されており，ある名前の問合せ
が解決できない場合は，上位のDNSサーバに問い合わせて結果を得る
ことができる。
セカンダリサーバは，大規模なネットワークシステムにおいてプライマリ
サーバの負荷を軽減するために用いられ，プライマリサーバとは異なる
内容のデータベースを保持している。
ネームリゾルバは，クライアントからの要求に対し，データベースを使用し
てドメイン名，ホスト名に対応するIPアドレスを返すプログラムである。
リソースレコードにはそのレコードの型や通常使われる標準名，IPアドレ
スなどが保持されており，DNSサーバの構築時に登録され，更新すること
ができない。
ア
イ
ウ
エ
（出典）ソフトウェア開発技術者平成20年春期午前問54

データリンク層
ネットワーク層
トランスポート層
アプリケーション層
物理層
プレゼンテーション層
セッション層
（HTTP/HTTPS編）
へつづく…
かも…しれない…

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