DNSの仕組みとは?サイトの名前から番号を調べる流れを5枚の図で

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30秒でわかる答え

DNSの仕組みは、サイトの名前に合うIPアドレスを、調べる係(キャッシュDNS)が前の答えを見て、なければ案内をたどって答えを持つ担当に聞き、ブラウザへ返すことです。番号が分かったあと、ブラウザがその番号のサーバーからページを受け取ります。

アドレス欄に名前を入れて、ページが出るまでの一瞬。その裏側で、だれかが名前に合う番号を調べています。

DNSの仕組みは、サイトの名前(ドメイン名)に合うIPアドレスを、調べる係が案内をたどって答えを持つ担当に聞き、ブラウザへ返すことです。 自分で番号を調べることはありません。

DNSの仕組み:サイトを開く裏側で、名前に合う番号を調べる

サイトを開くとき、私たちは www.example.com のような名前を使います。この名前がドメイン名です。一方、パソコンどうしが情報をやり取りするときは、届け先を示すIPアドレス(アイピーアドレス)という番号を使います。

DNS(ディーエヌエス)は、その名前に合うIPアドレスなどを調べるしくみです。 「名前から通信先を調べること」を、説明書などでは名前解決(なまえかいけつ)と呼びます。

調べる作業は、いつもの操作の裏側で進みます。ここでは、誰が、どこへ聞くのかを追います。

ユイ

名前に合う番号を、私のパソコンが一つずつ探すんですか?

マコト

ふつうは、調べる係に頼むんだ。その係が、必要な相手へ聞いてくれるよ

DNSはまず、前に調べた答え(キャッシュ)が残っていないかを見る

DNSでは、調べた答えをしばらく残して、また使うことがあります。これをキャッシュといいます。同じ名前を毎回最初から調べる手間を減らすためです。

答えを残す場所は、パソコンの中や、外にある「調べる係」などです。使える答えがあれば、その情報を使えます。なければ、必要な相手へ聞きに行きます。

この調べる係を、キャッシュDNSと呼びます。ここから先の図では、青い箱がその係です。箱は役割を示す模型で、実際の機器がこの色や形をしているわけではありません。

DNSが答えを探す流れを5枚の図で

今回は、www.example.com の番号を調べる例です。使える答えも、次に聞く相手の情報も残っていない場合を見ます。

図の青い矢印は質問、黄色い矢印は返事です。2〜4では、同じ青い箱が相手を変えて質問しています。

  1. パソコンが、調べる係に頼む

    パソコンから青い箱へ、質問を示す青い矢印

    左のパソコンが、右の青い箱に「www.example.com のIPアドレスを知りたい」と頼みます。

  2. 調べる係が、最初の案内を聞く

    青い箱から白い箱へ質問し、次の相手の案内が黄色い矢印で戻る

    青い箱が白い箱に質問します。「.com の担当はここです」と、次に聞く相手を教えてもらいます。白い箱がルートDNSです。

  3. 調べる係が、.comの担当へ聞く

    青い箱から.com担当の緑の箱へ質問し、答えを持つ担当の案内が戻る

    同じ青い箱が、今度は緑の箱へ質問します。「example.com の答えを持つ担当はここです」と、さらに次の相手を教えてもらいます。

  4. 調べる係が、答えを持つ担当へ聞く

    青い箱が黄色い箱へ質問し、IPアドレスを表すカードが戻る

    青い箱が、教えてもらった黄色い箱へ質問します。ここで www.example.com のIPアドレスを受け取ります。黄色い箱が権威DNS(けんいディーエヌエス)です。

  5. 調べた番号を、パソコンに返す

    青い箱からパソコンへ、調べた番号のカードが黄色い矢印で戻る

    青い箱が、調べたIPアドレスをパソコンへ返します。カードの四つの四角は、答えの番号を表すための絵です。

これは役割を示す模型です。2〜4で質問するのは同じ青い箱。質問する相手と、その返事を順に追うと、番号が返るまでの流れが見えます。

このように、いきなり全部の答えを知る相手へ聞けなくても、「次はここへ」と案内してもらいながら調べられます。案内役が次の相手へ質問を回すのではなく、調べる係が案内を受け取り、自分で次の相手へ聞きます。

図では、別の名前を調べ直す場合など、細かな分かれ道を省いています。途中の案内を覚えていれば、調べる係はそこから先だけを調べます。

DNSサーバーの「調べる係」と「答えを持つ担当」は別

DNSを支えるコンピューターをDNSサーバーといいます。サーバーとは、ほかの機器からのお願いに答えるコンピューターのことです。

キャッシュDNS
青い箱。利用者の代わりに調べ、前に調べた答えも残します。
ルートDNS
白い箱。「.com」などを担当する相手を案内します。
TLD DNS (ティーエルディー)
緑の箱。この例では「.com」の担当で、さらに次の相手を案内します。
権威DNS (けんいディーエヌエス)
黄色い箱。その名前について、もとになる答えを持ちます。

名前を全部覚えるより、まずは「調べる係が、案内をたどって答えを持つ担当へ聞く」と分かれば十分です。

「再帰リゾルバー」という呼び名も知りたい人へ

ここでいう調べる係は、「再帰(さいき)リゾルバー」とも呼ばれます。お願いを受けて、必要な相手へ質問し、答えを調べて返す役です。資料によって呼び名が変わっても、誰が質問する役かを見ると、流れを追いやすくなります。

DNSで番号が分かったら、ブラウザがページを受け取る

DNSの返事でIPアドレスが分かっても、まだページの文章や写真が届いたわけではありません。

そのあと、ChromeやSafariなどのブラウザが、分かった番号を使ってサイト側へ通信します。ページのデータを受け取り、画面に出す仕事が続きます。このやり取りの決まりがHTTPやHTTPSです。

DNSが調べる答えには種類があり、まとめてDNSレコードと呼びます。IPアドレスを示す答えもあれば、メールの届け先を示す答えもあります。種類を知りたいときは、DNSレコードの説明で見られます。

ページが開かないとき、DNSが原因かを見分ける

「名前に合う番号を調べられない」と「番号は分かったけれど、ページを受け取れない」は、止まっている場所が違います。サイトが開かないという結果だけでは、どちらかは決められません。

画面にDNSのエラーが出たときは、まずその文を確かめてください。DNSエラーの見方で、次に調べる場所を説明しています。

サイト側が番号を変えたあとも、前に調べた答えがしばらく残ることがあります。答えを覚えておく時間に関わるのがTTL(ティーティーエル)です。見る人によって結果が違う話は、DNSを変えたあとに起きることで扱います。

DNSの仕組みでよくある質問

Q1. ふだんサイトを見るだけでも、自分でDNSを調べますか?

A. いいえ。ブラウザやパソコンが裏側で行います。設定を変えなくても、この流れは読めます。

Q2. 毎回、ルートDNSから全部たどりますか?

A. いいえ。使える答えが残っていれば、その答えを使えます。次に聞く相手の情報が残っていれば、途中から調べることもあります。

Q3. DNSが答えを返したら、ページは必ず開きますか?

A. いいえ。番号が分かったあとも、サイト側との通信や、受け取ったデータを画面に出す仕事が必要です。その途中で止まることもあります。

DNSの仕組みを一行で:調べる係が、答えを持つ担当に聞く

最初の一瞬に戻ります。あの間に、調べる係が前の答えを見て、なければ案内をたどって答えを持つ担当に聞き、返ってきた番号でブラウザがページを受け取っていました。

次にサイトが開かなかったら、画面の文をひとつ読んでみてください。「DNS」や「サーバーが見つかりません」とあれば、名前から番号を調べる段階を先に疑います。画面の文ごとの読み分けはDNSエラーの見方にあります。役割だけを短く確かめ直すならDNSとは、その番号そのものの話はIPアドレスとはへ続きます。

この記事について

TERM PRIMER

DNSの仕組み|この記事で使った言葉

DNS
人間が読めるドメイン名を、コンピューターが使う住所に変換するしくみです。
キャッシュ
一度使ったデータを一時的に保存し、次に速く使えるようにするしくみです。
URL
Web上のページやファイルの場所を示す住所のような文字列です。
IPアドレス
ネットワーク上の機器やサーバーを見つけるための住所のような番号です。

LAB WHITEBOARD

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