目次
DNSクライアントの名前解決の挙動
目次DNSクライアントとは
DNSクライアントは、利用者のPCにおいて名前解決の要求をDNSサーバに依頼するためのソフトウェアや機能のことを言います。
DNSクライアントは、「スタブリゾルバ」とも呼ばれます。
このDNSクライアントは様々な形で存在し、実装されています。
最も一般的なのが、オペレーティングシステムの組み込み機能として実装されることです。
Windows、macOS、Linux、iOSやAndroidなどすべての主要OSには、DNSクライアント機能が標準で組み込まれています。
なので、OS上で動作するソフトウェアで名前解決が必要となった場合は、OSの標準機能を利用して名前解決を行うことが多いです。
また、アプリケーションによっては、直接実装されているような場合もあります。
例えば、ウイルス対策ソフトなどでは、危険なドメインへのアクセスをブロックするために、ウイルス対策ソフト自体に独自のDNSクライアントを実装していることがあります。
更には、名前解決に関する詳細なデバッグを行うために、特殊なDNSクライアントソフトを追加でインストールして利用することがあります。
有名なものでは「dig」というコマンドラインツールなどがあたります。
DNSクライアントは、「スタブリゾルバ」とも呼ばれます。
このDNSクライアントは様々な形で存在し、実装されています。
最も一般的なのが、オペレーティングシステムの組み込み機能として実装されることです。
Windows、macOS、Linux、iOSやAndroidなどすべての主要OSには、DNSクライアント機能が標準で組み込まれています。
なので、OS上で動作するソフトウェアで名前解決が必要となった場合は、OSの標準機能を利用して名前解決を行うことが多いです。
また、アプリケーションによっては、直接実装されているような場合もあります。
例えば、ウイルス対策ソフトなどでは、危険なドメインへのアクセスをブロックするために、ウイルス対策ソフト自体に独自のDNSクライアントを実装していることがあります。
更には、名前解決に関する詳細なデバッグを行うために、特殊なDNSクライアントソフトを追加でインストールして利用することがあります。
有名なものでは「dig」というコマンドラインツールなどがあたります。
DNSリゾルバ(キャッシュDNSサーバ)との違い
DNSクライアントとDNSリゾルバの違いは、その役割と動作範囲にあります。
DNSクライアントは、ユーザーのデバイス（パソコンやスマートフォンなど）上で動作するソフトウェアコンポーネントです。
ウェブブラウザなどのアプリケーションが特定のドメイン名に接続する必要がある場合、DNSクライアントがその名前解決のリクエストを作成します。
しかし、DNSクライアントは自身で完全な名前解決プロセスを実行せず、このリクエストをDNSリゾルバに転送し、その結果を待ちます。
一方、DNSリゾルバは実際に名前解決プロセス全体を担当するシステムです。
リゾルバはDNSクライアントから要求を受け取ると、再帰的な検索を実行し、必要に応じて複数のDNSサーバーに問い合わせて目的のドメイン名のIPアドレスを特定します。
また、DNSリゾルバは一般的にキャッシュ機能を持ち、頻繁に要求される名前解決結果を一時的に保存して応答速度を向上させます。
つまり、DNSクライアントは「質問する側」であり、DNSリゾルバは「答えを見つける側」だといえます。
クライアントは単純に要求を出して結果を受け取るだけですが、リゾルバはその要求に応じて実際のDNS階層を調査して回答を導き出す役割を担っています。
DNSクライアントは、ユーザーのデバイス（パソコンやスマートフォンなど）上で動作するソフトウェアコンポーネントです。
ウェブブラウザなどのアプリケーションが特定のドメイン名に接続する必要がある場合、DNSクライアントがその名前解決のリクエストを作成します。
しかし、DNSクライアントは自身で完全な名前解決プロセスを実行せず、このリクエストをDNSリゾルバに転送し、その結果を待ちます。
一方、DNSリゾルバは実際に名前解決プロセス全体を担当するシステムです。
リゾルバはDNSクライアントから要求を受け取ると、再帰的な検索を実行し、必要に応じて複数のDNSサーバーに問い合わせて目的のドメイン名のIPアドレスを特定します。
また、DNSリゾルバは一般的にキャッシュ機能を持ち、頻繁に要求される名前解決結果を一時的に保存して応答速度を向上させます。
つまり、DNSクライアントは「質問する側」であり、DNSリゾルバは「答えを見つける側」だといえます。
クライアントは単純に要求を出して結果を受け取るだけですが、リゾルバはその要求に応じて実際のDNS階層を調査して回答を導き出す役割を担っています。
名前解決処理の流れ
DNSクライアントによる名前解決処理は、ユーザーがウェブブラウザでURLを入力したり、メールクライアントがメールを送信しようとしたりする際に始まります。
まず、アプリケーションはオペレーティングシステム内のDNSクライアント機能を呼び出し、対象のドメイン名に対応するIPアドレスの解決を要求します。
DNSクライアントはまず、自身のローカルキャッシュを確認します。
過去に同じドメイン名の解決を行っており、そのキャッシュがまだ有効期限内であれば、キャッシュされた情報を即座に返し、処理を終了します。
これにより、繰り返しアクセスするサイトへの名前解決が高速化されます。
もしキャッシュに該当情報がない場合、DNSクライアントはシステムの設定ファイル（Windowsであればhostsファイルなど）で静的に定義されているホスト名とIPアドレスのマッピングを確認します。
該当するエントリがあればそれを使用します。
それでも解決できない場合、DNSクライアントは設定されているDNSリゾルバに対してDNSクエリを送信します。
このクエリには解決したいドメイン名の情報が含まれています。
DNSリゾルバから応答を受け取ると、DNSクライアントはその結果を自身のキャッシュに保存（応答に含まれるTTL値に従って）し、要求元のアプリケーションに返します。
もし何らかの理由でDNSリゾルバから応答がない場合や、エラーが返された場合は、DNSクライアントは設定されている別のDNSリゾルバがあればそちらに問い合わせを行うか、もしくはエラーをアプリケーションに通知します。
この全プロセスは通常、ユーザーが気づかないほど迅速に行われ、ウェブページのロードやメールの送信といった通常のネットワーク操作の一部として自動的に実行されます。
まず、アプリケーションはオペレーティングシステム内のDNSクライアント機能を呼び出し、対象のドメイン名に対応するIPアドレスの解決を要求します。
DNSクライアントはまず、自身のローカルキャッシュを確認します。
過去に同じドメイン名の解決を行っており、そのキャッシュがまだ有効期限内であれば、キャッシュされた情報を即座に返し、処理を終了します。
これにより、繰り返しアクセスするサイトへの名前解決が高速化されます。
もしキャッシュに該当情報がない場合、DNSクライアントはシステムの設定ファイル（Windowsであればhostsファイルなど）で静的に定義されているホスト名とIPアドレスのマッピングを確認します。
該当するエントリがあればそれを使用します。
それでも解決できない場合、DNSクライアントは設定されているDNSリゾルバに対してDNSクエリを送信します。
このクエリには解決したいドメイン名の情報が含まれています。
DNSリゾルバから応答を受け取ると、DNSクライアントはその結果を自身のキャッシュに保存（応答に含まれるTTL値に従って）し、要求元のアプリケーションに返します。
もし何らかの理由でDNSリゾルバから応答がない場合や、エラーが返された場合は、DNSクライアントは設定されている別のDNSリゾルバがあればそちらに問い合わせを行うか、もしくはエラーをアプリケーションに通知します。
この全プロセスは通常、ユーザーが気づかないほど迅速に行われ、ウェブページのロードやメールの送信といった通常のネットワーク操作の一部として自動的に実行されます。
まとめ
DNSの前方参照ゾーンと逆引き参照ゾーンについて解説しました。
実は今まで学習した内容を別の名前で言い換えただけのような内容になってしまいました。
DNSの技術では、同じような機能にも関わらず視点やスコープの違いで、名前が異なることがあります。
技術者同士で会話するにあたっては、お互いに言葉の意味を理解した上で会話する必要がありますので、今回の内容もしっかりと覚えていきましょう。
実は今まで学習した内容を別の名前で言い換えただけのような内容になってしまいました。
DNSの技術では、同じような機能にも関わらず視点やスコープの違いで、名前が異なることがあります。
技術者同士で会話するにあたっては、お互いに言葉の意味を理解した上で会話する必要がありますので、今回の内容もしっかりと覚えていきましょう。