ＤＮＳのレプリケーション設定と運用

検証環境

• 以下のソフトウェアの利用を前提に検証を実施した。いずれも現時点で最新のリリースに基づいて検証しているが、ある程度古い環境、より新しい環境でも問題無いと思われる。
  • ＯＳ： FreeBSD 11.2-R
  • ＤＮＳコンテンツサーバー： BIND9 9.13.3
• 上記以外の環境では、以下の点に相違が発生する。当該環境に応じて読み替えたし。
  • インストール方法
  • インストールされるディレクトリ
• 逆に以下の点は参考にできる。
  • 設定パラメータとその意味
  • 運用事例

検証内容

• ＤＮＳコンテンツサーバーの構築。以下の３台のＤＮＳサーバーを構築する。
  • マスターＤＮＳサーバー ns0.example.jp
  • スレーブＤＮＳサーバー ns1.example.jp
  • スレーブＤＮＳサーバー ns2.example.jp
  • いわゆる ns0.example.jp を隠れ（hidden）マスターとし、ns1.example, ns2.exmaple.jp が対外的なサービスを提供する。
• 構成に当り、以下の機能を使用してゾーン転送（レプリケーション）を行う。
  • ＡＦＸＲ／ＩＦＸＲによるゾーン転送。
  • ＴＳＩＧキーによるマスター／スレーブの認証。
  • カタログゾーン機能による、スレーブＤＮＳサーバーの設定フリー（たぶん）。
  • なおカタログゾーン機能はＢＩＮＤ９ ９．１１以降の機能であるため、それ未満のサーバー上では運用できない（残念）。
  • 他の実装については今時点不明。現在ドラフト状態にあり、ＲＦＣに移行するかどうかと関わってくると思われる。

レプリケーションについて

• この手の設定を調べてみると、あまり「レプリケーション」という「言葉」は出てこない。
• では何かというと「セカンダリＤＮＳサーバー」「ゾーン転送」となる。
• 言わんとすることわかるけど、レプリケーションじゃないかなぁということで、ここではそのように表現しておく。
• マスター・スレイブ、プライマリ・セカンダリ、関係ないけど、権威サーバー・コンテンツサーバー、キャッシュサーバー・フルリゾルバ、色々と表現あるけど、適度な使い分けで。

ＤＮＳコンテンツサーバーの基本設定（準備）

ＤＮＳコンテンツマスターサーバーの基本設定

• ＤＮＳサーバーとして ports/dns/bind913 をインストールする。

• ここでは特にカスタムする要素は無いので、デフォルトのままとする。
• 説明のため、稼働に必要な最低限の設定とする。

/etc/rc.conf

以下の設定を追加する。

named_enable="YES"
named_chrootdir="/var/named"
altlog_proglist="named"

※altlog_proglist が既に設定済みの場合、「 named」を追加する。

あるいは下記コマンドを実行する（結果は同じ）。

sysrc named_enable=YES
sysrc named_chrootdir=/var/named
sysrc altlog_proglist+=named

/usr/local/etc/namedb/named.conf

   1 --- /usr/local/etc/namedb/named.conf.orig       2018-09-25 03:54:24.724317000 +0900
   2 +++ /usr/local/etc/namedb/named.conf    2018-11-10 21:38:31.343856000 +0900
   3 @@ -16,15 +16,22 @@
   4         dump-file       "/var/dump/named_dump.db";
   5         statistics-file "/var/stats/named.stats";
   6 
   7 +       recursion       no;
   8 +       allow-query       { none; };
   9 +       allow-recursion   { none; };
  10 +       allow-query-cache { none; };
  11 +
  12 +       allow-new-zones yes;
  13 +
  14  // If named is being used only as a local resolver, this is a safe default.
  15  // For named to be accessible to the network, comment this option, specify
  16  // the proper IP address, or delete this option.
  17 -       listen-on       { 127.0.0.1; };
  18 +       listen-on       { any; };
  19 
  20  // If you have IPv6 enabled on this system, uncomment this option for
  21  // use as a local resolver.  To give access to the network, specify
  22  // an IPv6 address, or the keyword "any".
  23 -//     listen-on-v6    { ::1; };
  24 +       listen-on-v6    { any; };
  25 
  26  // These zones are already covered by the empty zones listed below.
  27  // If you remove the related empty zones below, comment these lines out.
  28 @@ -378,3 +385,23 @@
  29         };
  30  };
  31  */
  32 +
  33 +include "/usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key";
  34 +
  35 +zone "catalog.example" {
  36 +       type    master;
  37 +       file    "/usr/local/etc/namedb/master/catalog.example.db";
  38 +       notify  explicit;
  39 +       allow-query {
  40 +               { !{ !ｎｓ１のＩＰアドレス; any; }; key "ns0-nsN."; };
  41 +               { !{ !ｎｓ２のＩＰアドレス; any; }; key "ns0-nsN."; };
  42 +       };
  43 +       allow-transfer {
  44 +               { !{ !ｎｓ１のＩＰアドレス; any; }; key "ns0-nsN."; };
  45 +               { !{ !ｎｓ２のＩＰアドレス; any; }; key "ns0-nsN."; };
  46 +       };
  47 +       also-notify {
  48 +                     ｎｓ１のＩＰアドレス          key "ns0-nsN.";
  49 +                     ｎｓ２のＩＰアドレス          key "ns0-nsN.";
  50 +       };
  51 +};
  52 

• ＤＮＳ隠れコンテンツマスターサーバーとして、以下の設定を行うものとする。
  • ＩＰｖ４／ＩＰｖ６問わず、全てのクエリを受け付けない。
  • 原則クエリは受け付けないけど、再帰問い合わせには答えないものとする。
• ＤＮＳＳＥＣ設定／運用、ログ出力設定、ビュー設定といった機能については説明しない。

※カタログゾーン運用のための設定

• 「allow-new-zones yes;」を設定する。
• カタログゾーン（catalog.example）を定義する。
• このゾーンはゾーンのフリしたカタログ管理用データベースを意味し、その具体性はゾーンファイル（/usr/local/etc/namedb/master/catalog.example.db）にて定義される。
• よって named.conf レベルの設定では他のマスターゾーン定義と変わらない。
• ゾーンの命名規則については「catalog.組織名」辺りが妥当と思われる（本サイトで言うなら catalog.ninth-nine など）。
• 「catalog.localhost」辺りは実在しそうなゾーンっポイので止めておいた方がいいと思われ。

※catalog.exmaple ゾーンに関する諸設定

• マスターゾーンである。
  • マスターゾーン変更に対する通知（Notification）は明示的に指定する（notify および also-notify 設定）。
  • スレイブサーバーからのＳＯＡクエリがあるので答えられるように設定（allow-query）。
  • スレイブサーバーからのゾーン転送に答えられるように設定（allow-transfer）
• いずれも、内容に改ざんが無いことを証明するため、ＴＳＩＧキーで保護する（暗号化を意味するわけでは無い）。

/usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key

以下のコマンドを使用してＴＳＩＧキーを作成する。内容例については特に記載しない。

tsig-keygen -a hmac-sha256 ns0-nsN. > /usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key
chown bind:wheel /usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key
chmod 0400       /usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key

/usr/local/etc/namedb/master/catalog.example.db

$TTL    3600
@               IN      SOA     . . ( 1 86400 3600 86400 3600 )
                IN      NS      invalid.
version         IN      TXT     "1"
masters         IN      A       ｎｓ０のＩＰｖ４アドレス
label.masters   IN      A       ｎｓ０のＩＰｖ４アドレス
label.masters   IN      TXT     "ns0-nsN."
allow-query     IN      APL      1:0.0.0.0/0  2:::/0
allow-transfer  IN      APL     !1:0.0.0.0/0 !2:::/0

• ゾーン定義ではＳＯＡとＮＳレコードの指定が必須なので、
  • 特に意味を持たないのでＳＯＡの指定はシンプルに（だそうで）。
  • ＮＳレコードも参照されないのでテキトーに（だそうで）。
• よって、「version」レコード（つまり version.catalog.example.）が最低でも必須となる。
  • これはテキストレコードで、現時点で「1」だけとなる。
  • 今後カタログゾーン自体の仕様変更があれば、この「version」の指定が変わることが予定されている（「1」以外の指定の場合の振る舞いは知らない）。
• 「masters」レコードにて、スレイブサーバーでの「masters」のデフォルトの設定を指定することができる（後述）。
  • デフォルトなので後で指定するゾーン毎にこの設定は変更できる。
• 「label.masters」レコードにて、指定サーバーに対するＴＳＩＧキー名を指定することができる（後述）。
  • デフォルトなので後で指定するゾーン毎にこの設定は変更できる。
• もちろんではあるが、これらレコードの設定は「catalog.example」ゾーン自体には適用されない。

masters.catalog.example

本レコード設定は、指定されたＡレコード（orＡＡＡＡレコード）を、スレーブサーバーに対して、以下の設定を行うのと同等となる。

masters {
    ｎｓ０のＩＰアドレス;
};

デフォルトの設定となるため、今後追加されるゾーンに対しては、特に指定せずとも、指定されたマスターサーバーよりゾーン転送しようとするようになる。

またスレーブサーバー側では default-masters で指定可能である。

label.masters.catalog.example

本レコード設定は、Ａレコード・ＴＸＴレコードを、【スレーブサーバー】に対して、以下の設定を行うのと同等となる。

server ｎｓ０のＩＰアドレス {
    keys "ns0-nsN.";
};

またこれは、スレーブサーバー側で default-masters で指定可能である。

allow-query.catalog.example

本レコード設定は、ＡＰＲレコードを、【スレーブサーバー】に対して、以下の設定を行うのと同等となる。

allow-query { any; };

本設定によりスレーブサーバー側の設定に寄らず、本設定が「デフォルト」として機能する。

allow-transfer.catalog.example

本レコード設定は、ＡＰＲレコードを、【スレーブサーバー】に対して、以下の設定を行うのと同等となる。

allow-trasnfer { none; };

本設定によりスレーブサーバー側の設定に寄らず、本設定が「デフォルト」として機能する。

ＤＮＳコンテンツスレーブサーバーの基本設定

• ＤＮＳサーバーとして ports/dns/bind913 をインストールする。

• ここでは特にカスタムする要素は無いので、デフォルトのままとする。
• 説明のため、稼働に必要な最低限の設定とする。

/etc/rc.conf

以下の設定を追加する。

named_enable="YES"
named_chrootdir="/var/named"
altlog_proglist="named"

※altlog_proglist が既に設定済みの場合、「 named」を追加する。

あるいは下記コマンドを実行する（結果は同じ）。

sysrc named_enable=YES
sysrc named_chrootdir=/var/named
sysrc altlog_proglist+=named

/usr/local/etc/namedb/catalog/ ディレクトリ

install -d -o bind -g wheel -m 0755 /usr/local/etc/namedb/catalog

/usr/local/etc/namedb/named.conf

   1 --- /usr/local/etc/namedb/named.conf.orig       2018-10-11 00:09:07.998066000 +0900
   2 +++ /usr/local/etc/namedb/named.conf    2018-11-10 22:10:47.557521000 +0900
   3 @@ -16,15 +16,28 @@
   4         dump-file       "/var/dump/named_dump.db";
   5         statistics-file "/var/stats/named.stats";
   6 
   7 +       recursion       no;
   8 +       allow-query       { any;  };
   9 +       allow-recursion   { none; };
  10 +       allow-query-cache { none; };
  11 +
  12 +       allow-new-zones yes;
  13 +       catalog-zones {
  14 +               zone            "catalog.example"
  15 +               zone-directory  "/usr/local/etc/namedb/catalog"
  16 +               in-memory       no
  17 +               default-masters { ｎｓ０のＩＰアドレス key "ns0-nsN."; };
  18 +       };
  19 +
  20  // If named is being used only as a local resolver, this is a safe default.
  21  // For named to be accessible to the network, comment this option, specify
  22  // the proper IP address, or delete this option.
  23 -       listen-on       { 127.0.0.1; };
  24 +       listen-on       { any; };
  25 
  26  // If you have IPv6 enabled on this system, uncomment this option for
  27  // use as a local resolver.  To give access to the network, specify
  28  // an IPv6 address, or the keyword "any".
  29 -//     listen-on-v6    { ::1; };
  30 +       listen-on-v6    { any; };
  31 
  32  // These zones are already covered by the empty zones listed below.
  33  // If you remove the related empty zones below, comment these lines out.
  34 @@ -378,3 +391,20 @@
  35         };
  36  };
  37  */
  38 +
  39 +include "/usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key";
  40 +
  41 +zone "catalog.example" {
  42 +       type    slave;
  43 +       file    "/usr/local/etc/namedb/slave/catalog.example.db";
  44 +       notify  no;
  45 +       masters {
  46 +               ｎｓ０のＩＰアドレス key "ns0-nsN.";
  47 +       };
  48 +       allow-query {
  49 +               !{ !ｎｓ０のＩＰアドレス; any; }; key "ns0-nsN.";
  50 +       };
  51 +       allow-transfer {
  52 +               none;
  53 +       };
  54 +};
  55 

• ＤＮＳコンテンツスレーブサーバーとして、以下の設定を行うものとする。
  • ＩＰｖ４／ＩＰｖ６問わず、全てのクエリを受け付ける。
  • 再帰問い合わせには答えないものとする。
• ＤＮＳＳＥＣ設定／運用、ログ出力設定、ビュー設定といった機能については説明しない。

※カタログゾーン運用のための設定

• 「allow-new-zones yes;」を設定する。
• カタログゾーン設定（catalog-zones）を行う。
  • zone 設定によりカタログゾーンを指定する（指定されたゾーンの内容は別途定義）。
  • zone-directory 設定により追加されたゾーンファイルの収容先ディレクトリを指定する（デフォルトで /usr/local/etc/namedb/working）。
  • in-memory 設定によりファイルに保存するか決める（no の場合）。
  • 内部ではＬＭＤＢにより管理されている。
  • default-masters 設定によりデフォルトの masters が指定される。
  • default-masters 設定についてはマスター側のカタログゾーン内における masters.catalog.example／label.masters.catalog.example レコードでの指定と同等となる。

※catalog.exmaple ゾーンに関する諸設定

• スレーブゾーンである。
  • スレーブゾーンのスレーブの運用はしない（notify, allow-transfer 設定による明示）。
  • 特に必要ないが、マスターからの問い合わせ（クエリ）に回答できるようにしておく（気が向いた時のデバッグ用）。
  • 重要なので二度目。このゾーンはサービスゾーンではないので、クエリに答える必要は無い。

/usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key

ns0.example.jp サーバーよりＴＳＩＧキーをコピーする。

scp -p root@ns0.example.jp:/usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key /usr/local/etc/namedb/
chown bind:wheel /usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key
chmod 0400       /usr/local/etc/namedb/ns0-nsN.key

付録１．ＡＰＲレコード

• ＡＰＲレコードは早々見ないレコードなので簡単に解説。
• １レコード中に複数指定可能。

• [ |!]<1|2>:<ＩＰｖ４|ＩＰｖ６>/<プレフィックス> という４つの構成からなる。

• 先頭の「!」が無い場合はマッチ、ある場合は「マッチしない」を意味する。
• 次の「1」または「2」はアドレスファミリーを意味し、1＝「ＩＰｖ４」、2＝「ＩＰｖ６」となる。
• プレフィックスにより指定されたアドレスの範囲が指定される。

参考文献

• Chapter 4. Advanced DNS Features: Catalog Zones

• Catalog zones in BIND 9.11

• A short introduction to Catalog Zones

• BIND 9.11.xにおけるLMDBの組み込みに関する不具合について

• draft-muks-dnsop-dns-catalog-zones-04

• implement a Catalog zones

• Symas Lightning Memory-Mapped Database