グローバルアドレスとプライベートアドレス，ドメイン，DNS

グローバルアドレスとプライベートアドレス

IPアドレスには，グローバルアドレスとプライベートアドレスの2種類が存在する．インターネットに直接接続されるホストには，世界で唯一のグローバルアドレスが割り当てられる．これは，インターネットの管理組織によって重複が厳密に防止されている．一方，組織内のLANでは，システム管理者が規定された範囲内でプライベートアドレスを柔軟に割り当てることができる．プライベートアドレスとして利用可能な範囲は以下の通りである．
(プライベートアドレスの範囲）
10.0.0.0∼10.255.255.255
172.16.0.0∼172.31.255.255
192.168.0.0∼192.168.255.255
例えば，3階の内部ホストには192.168.0.?，4階の内部ホストには192.168.33.?をプライベートアドレスとして割り当てることができる．また，server1，server2，server3，ns1，ns2などのインターネット接続ホストには，グローバルアドレスとして203.0.113.?が割り当てられている．プライベートアドレスは組織内ネットワークでのみ有効であるため，インターネット通信にはNATによるグローバルアドレスへの変換が不可欠である．

ドメイン

インターネット上のホストへのアクセスには，本来IPアドレスによる指定が必要である．しかし，実際にはユーザの利便性を最大限に考慮して，www.dept.example.ac.jpのような直感的な名前でアクセスが可能である．この例では，wwwがホスト名であり，dept，example，ac，jpの4つがドメイン名のラベルを構成する．これにより，以下の4つのドメインが形成される．

dept.example.ac.jp
example.ac.jp
ac.jp
jp

これらのドメインは階層的な木構造を形成しており，最上位にルートドメインが配置される．ドメイン名は，ルートに向かって順に記述し，ラベル間を"."で区切る．

DNS(Domain Name System)

ホスト名とドメイン名の組み合わせにより，ネットワーク上のホストを一意に特定できる．しかし，コンピュータによる処理には，ホスト名とIPアドレスの相互変換が必要不可欠である．小規模なLANでは，各ホストの/etc/hostsにテーブルを作成して管理することも可能であるが，ホストの更新時に全ホストのテーブル更新が必要となり，運用管理が複雑化する．また，特定のホストにテーブルを集中管理させる方式も考えられるが，インターネットのような大規模ネットワークでは，サーバ負荷と情報管理の観点から現実的ではない．この課題を効率的に解決するために設計されたのがDNSである．DNSは各ドメインで分散的にホスト名を管理することで，サーバ負荷を最適に分散できる．

ネームサーバ

DNSのサービスを提供するサーバをネームサーバと呼び，各ドメインに設置される．ネームサーバは，自身が管理するゾーン（1つ下の階層のIPアドレスとホスト名の対応関係）の情報のみをデータベースとして保持する．ゾーン（zone）とは，ドメイン名空間における管理範囲を示す．

ネームサーバのサービスを利用するクライアントをリゾルバという．リゾルバからの変換要求に対し，ネームサーバはまず自身のデータベースを検索する．該当情報が存在する場合はそれを返し，存在しない場合は他のネームサーバに問い合わせを実行する．ネームサーバには，プライマリサーバとセカンダリサーバの2種類が存在する．

• プライマリサーバ
  ドメインの情報を一元的に保持し管理する．自身の管理情報に関する他のネームサーバからの問い合わせに応答する．通常，ドメインには1つのプライマリサーバが設置される．

• セカンダリサーバ
  プライマリサーバの障害発生時やアクセス集中時のバックアップとして機能する．プライマリサーバと定期的に通信を行い，ネットワーク経由で情報を自動的に同期する．

DNS関連設定ファイル

DNSサービスの代表的なソフトウェアBIND（Berkeley Internet Name Domain）の設定ファイルは，通常/etc以下に配置される．

• ネームサーバ（ns1，ns2）の設定ファイル
  

  • コンフィギュレーションファイル
    ネームサーバ起動時に最初に読み込まれ，データファイルの配置場所とファイル名を指定する/etc/named.confファイル．
    

  • データファイル
    ホスト名とIPアドレスの対応関係を記述するファイルで，ゾーンデータファイルとリバースデータファイルが存在する．

    • ゾーンデータファイル
      ネームサーバが管理するホストのホスト名からIPアドレスへの変換（正引き）を定義する．

      各行の先頭にホスト名，末尾に対応するIPアドレスを記述する．CNAMEは別名を示す．
      

      host1 IN A 192.168.33.1
      host2 IN A 192.168.33.17
      ns1 IN CNAME host1 

    • 逆引きデータファイル
      ネームサーバが管理するホストのIPアドレスからホスト名への変換（逆引き）を定義する．

      各行の先頭にIPアドレス（ネットワーク番号は省略可能），末尾にホスト名を記述する．
      

      1 IN PTR host1.4f.dept.example.ac.jp.
      17 IN PTR host2.4f.dept.example.ac.jp.

  • ルートキャッシュファイル
    ネームサーバが管理外ドメインの問い合わせを受信した場合，このファイルを参照して適切なサーバに問い合わせを転送する．全世界のネームサーバを管理するルートサーバのIPアドレスとホスト名が記述された/etc/namedb/named.rootファイル．
    

• リゾルバ（各ホスト）の設定ファイル
  クライアントであるリゾルバの設定は，各ホストの/etc/resolv.confファイルで管理する．所属するドメイン名と問い合わせ先ネームサーバのIPアドレスを指定する．複数のネームサーバを指定することが可能である．

  domain 4f.dept.example.ac.jp
  search 4f.dept.example.ac.jp dept.example.ac.jp
  nameserver 192.168.33.1 # ns1/host1
  nameserver 203.0.113.160 # server1