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公開：2024-06-16

DNSキャッシュサーバとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

DNSキャッシュサーバとは

DNSキャッシュサーバはDNSクエリの結果を一時的に保存し、同じドメイン名に対する問い合わせがあった場合に、その情報を使用して応答するサーバです。これにより、DNSの解決時間を短縮することができます。

DNSキャッシュサーバは一度名前解決したドメイン名とIPアドレスの対応関係を一定期間保持しておきます。次回、同じドメイン名の問い合わせがあった際にはキャッシュされた情報を使用して即座に応答するため、上位のDNSサーバへの問い合わせが不要になります。

キャッシュの保持期間はDNSレコードのTTL(Time to Live)値に基づいて決定されます。TTL値が大きいほど、キャッシュの有効期間が長くなりますが、変更が反映されるまでに時間がかかる可能性があります。

DNSキャッシュサーバは一般的にISPやネットワーク管理者によって運用されています。また、オペレーティングシステムやブラウザにも、独自のDNSキャッシュ機能が実装されていることがあります。

DNSキャッシュサーバを利用することで、ネットワークの負荷を軽減し、応答速度を向上させることができます。ただし、キャッシュが古い情報を保持している場合には最新の変更が反映されない可能性があるため、適切なTTL値の設定が重要です。

DNSキャッシュサーバの仕組み

DNSキャッシュサーバに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• DNSキャッシュサーバのキャッシュ動作
• DNSキャッシュサーバとTTLの関係
• DNSキャッシュサーバの階層構造

DNSキャッシュサーバのキャッシュ動作

DNSキャッシュサーバはクライアントからのDNSクエリを受信すると、まずキャッシュ内に該当するドメイン名とIPアドレスの対応関係が存在するかを確認します。キャッシュにその情報が存在する場合は即座にクライアントにレスポンスを返します。

一方、キャッシュに情報が存在しない場合は上位のDNSサーバに問い合わせを行い、得られた結果をキャッシュに保存した上でクライアントに返答します。これにより、次回同じドメイン名の問い合わせがあった際にはキャッシュから情報を取得できるようになります。

キャッシュに保存される情報にはドメイン名とIPアドレスの対応関係だけでなく、DNSレコードのタイプ(A、AAAA、MXなど)や付随する情報も含まれます。これらの情報はTTLに基づいて一定期間保持されます。

DNSキャッシュサーバとTTLの関係

DNSキャッシュサーバにおいて、TTL(Time to Live)はキャッシュされた情報の有効期間を示す値です。各DNSレコードにはTTL値が設定されており、その値に基づいてキャッシュの保持期間が決定されます。

TTL値が大きいほど、キャッシュの有効期間が長くなるため、同じドメイン名に対する問い合わせがあった場合に、キャッシュから即座に応答できる可能性が高くなります。これにより、名前解決の速度が向上し、上位のDNSサーバへの負荷を軽減できます。

ただし、TTL値が大きすぎると、DNSレコードの変更が反映されるまでに時間がかかる可能性があります。したがって、TTL値は適切に設定する必要があり、一般的には数分から数時間程度の値が使用されています。

DNSキャッシュサーバの階層構造

DNSキャッシュサーバはDNSの階層構造において重要な役割を果たしています。一般的に、クライアントに近い位置にあるDNSキャッシュサーバから、ルートDNSサーバに向かって階層的に問い合わせが行われます。

クライアントに最も近い位置にあるDNSキャッシュサーバをローカルDNSサーバと呼びます。ローカルDNSサーバがキャッシュに情報を持っていない場合は上位のDNSサーバ(ISPのDNSサーバなど)に問い合わせを行います。

上位のDNSサーバもキャッシュを持っており、要求された情報がキャッシュに存在すれば、その情報を返します。存在しない場合はさらに上位のDNSサーバに問い合わせを行います。この問い合わせは最終的にはルートDNSサーバまで辿り着き、権威DNSサーバから情報を取得することになります。

DNSキャッシュサーバのメリットとデメリット

DNSキャッシュサーバに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• DNSキャッシュサーバのメリット
• DNSキャッシュサーバのデメリット
• DNSキャッシュサーバの適切な運用

DNSキャッシュサーバのメリット

DNSキャッシュサーバを利用することで、名前解決の速度を向上させることができます。一度名前解決された情報がキャッシュに保存されるため、同じドメイン名に対する問い合わせがあった場合に、即座に応答が可能になります。

また、DNSキャッシュサーバは上位のDNSサーバへの問い合わせ回数を減らすことができます。これにより、ネットワークの負荷を軽減し、上位のDNSサーバの処理能力を効率的に活用できます。

さらに、DNSキャッシュサーバはネットワークの耐障害性を向上させる効果もあります。上位のDNSサーバが一時的に利用できない場合でも、キャッシュされた情報を使用して名前解決を行うことができるため、サービスの継続性が確保されます。

DNSキャッシュサーバのデメリット

DNSキャッシュサーバの主なデメリットはキャッシュが古い情報を保持している可能性があることです。DNSレコードが変更された場合、その変更がキャッシュに反映されるまでに時間がかかるため、最新の情報が得られないことがあります。

また、DNSキャッシュサーバが不正な情報をキャッシュしてしまう可能性もあります。攻撃者がDNSキャッシュポイズニング攻撃を行い、偽の情報をキャッシュに注入した場合、その情報が一定期間使用されてしまう危険性があります。

さらに、DNSキャッシュサーバの設定が適切でない場合、キャッシュの効果が十分に発揮されなかったり、逆に古い情報が長期間キャッシュに残ってしまったりする可能性があります。適切な設定と運用が求められます。

DNSキャッシュサーバの適切な運用

DNSキャッシュサーバを適切に運用するためにはいくつかの点に注意が必要です。まず、TTL値を適切に設定することが重要です。TTL値が短すぎると、キャッシュの効果が十分に発揮されませんが、長すぎると変更が反映されるまでに時間がかかります。

また、DNSキャッシュサーバのソフトウェアを最新の状態に保ち、セキュリティパッチを適用することが重要です。これにより、既知の脆弱性を防ぎ、攻撃者によるDNSキャッシュポイズニング攻撃のリスクを軽減できます。

さらに、DNSキャッシュサーバのログを定期的にチェックし、異常な動作がないかを監視することも大切です。不審なアクセスや大量のクエリなどを検知した場合は速やかに調査し、適切な対策を講じる必要があります。

DNSキャッシュサーバの利用例

DNSキャッシュサーバに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• ISPにおけるDNSキャッシュサーバの利用
• 企業ネットワークでのDNSキャッシュサーバの活用
• ブラウザ内蔵のDNSキャッシュ機能

ISPにおけるDNSキャッシュサーバの利用

インターネットサービスプロバイダ(ISP)は一般的にDNSキャッシュサーバを運用しています。ISPのDNSキャッシュサーバは顧客からのDNSクエリを受け取り、上位のDNSサーバに問い合わせを行います。

ISPのDNSキャッシュサーバは多数の顧客からのクエリを処理するため、大量の情報をキャッシュに保持しています。これにより、顧客の名前解決の速度を向上させ、上位のDNSサーバへの負荷を軽減することができます。

また、ISPのDNSキャッシュサーバはネットワークの安定性にも貢献しています。上位のDNSサーバが一時的に利用できない場合でも、キャッシュされた情報を使用して名前解決を行うことができるため、サービスの継続性が確保されます。

企業ネットワークでのDNSキャッシュサーバの活用

企業ネットワークにおいても、DNSキャッシュサーバは重要な役割を果たしています。社内のクライアントからのDNSクエリを処理し、外部のDNSサーバへの問い合わせを最小限に抑えることができます。

社内のDNSキャッシュサーバは外部のDNSサーバと通信する際のセキュリティも強化できます。ファイアウォールやDNSフィルタリングを適用することで、不正なDNSクエリや悪意のあるドメインへのアクセスを制限できます。

また、企業ネットワークでは社内のドメイン名を管理するためにDNSキャッシュサーバを活用することもあります。社内のサーバやサービスに対して、わかりやすいドメイン名を割り当て、名前解決を行うことで、社内の利便性を高めることができます。

ブラウザ内蔵のDNSキャッシュ機能

多くのWebブラウザには独自のDNSキャッシュ機能が内蔵されています。ブラウザは一度名前解決したドメイン名とIPアドレスの対応関係を一定期間キャッシュに保持し、同じドメインへのアクセスがあった場合に、そのキャッシュを利用します。

ブラウザ内蔵のDNSキャッシュ機能はユーザーのWebブラウジングの速度を向上させる効果があります。キャッシュから即座にIPアドレスを取得できるため、名前解決にかかる時間を短縮できます。

ただし、ブラウザのDNSキャッシュはオペレーティングシステムやDNSサーバのキャッシュとは独立して動作するため、TTL値が異なる場合があります。また、ブラウザのDNSキャッシュはブラウザを終了すると消去されるため、永続的ではありません。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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