ドメインの階層構造 Domain Name System （ドメイン・ネーム・システム、DNS ）とは、コンピュータネットワーク上のホスト名 や電子メール のアドレスに使われるドメイン名 と、IPアドレス との対応づけ（正引き 、逆引き ）を管理するために使用されているシステムである。後述の通りインターネットのシステムとして開発されているが、インターネットに限定したシステムではなく、それ以外のネットワークでも応用できる。
1983年 に、インターネット を使った階層的な分散型データベース システムとして、Information Sciences Institute （ISI）のポール・モカペトリス とジョン・ポステル により開発された[ 1]
インターネットに接続されているすべてのコンピュータ（ノード）は、IPアドレス を持っている。インターネット上のコンピュータにアクセスするためには、そのコンピュータの IPアドレスを知る必要がある。しかし、IPアドレスは0から255までの数値を4つ組み合わせ（IPv4の場合）で表現されるため、人間には記憶しにくい。そのため、IPアドレスを文字列で扱うことができるような機構として、インターネットドメイン名 が考案された。そして、ドメイン名からIPアドレスを引き出す機能（正引き ）が、DNSの代表的な機能である。このほか、ドメイン名に関連するメールサーバ情報なども取り扱っている。
DNSは、ホスト名（たとえばja.wikipedia.org）の入力に対して、DNSサーバ と呼ばれるコンピュータを参照し、そのホストが持つIP アドレス（たとえば130.94.122.197）を検索 するシステムである。喩えるならば、DNSは「（決して重複しないよう制限されて名付けられた前提での）氏名」から電話番号を自動で調べる電話帳である。
たとえば、ウェブブラウザ にURI を入力してネットワークにアクセスする際、ブラウザはURIを解析して、アクセスすべきWebサーバのホスト名を取り出し、後述のリゾルバAPI に渡す。リゾルバAPI（通常はOS 内部での働き）は、Webサーバのホスト名をDNSサーバに問い合わせて返ってきたIPアドレスにより、ホスト名をIPアドレスに変換してブラウザに返す。ブラウザは、得られたIPアドレスを使用して、Webサーバとの通信を開始する。このようにしてブラウザはインターネットにアクセスする。
ホスト名から、そのホストにアクセスするためのIPアドレスを得ることを、ホスト名の「解決 リゾルバ ネームリゾルバ 」という。
DNSに格納されている情報を「レコード 」（DNSレコード、リソースレコード）と呼ぶ。レコードは格納する情報によって種類が分類分けされている。レコードの種類は「DNSレコードタイプの一覧 」を参照。
この情報は、インターネット上のいくつものコンピュータ（DNSサーバ）に分散して格納されている。インターネットには莫大な数のコンピュータが接続されており、これらのホスト名と IPアドレスは日々更新されつづけているため、インターネット上のすべての ホスト名を一台のコンピュータで集中管理することは現実的ではなかった。そのためインターネット上のコンピュータをある単位で区分けして、それぞれのグループがもつデータをグループごとのコンピュータに別々に管理させるようにした。これが DNS の基本的なアイデアである。このグループをドメイン と呼ぶ。各グループには英数字とハイフン（- ）からなるラベル（ドメイン名 ）がつけられており、異なるドメインの情報は異なるコンピュータに格納される。
今でこそDNSはホスト名とIPアドレスの対応づけに使用されるのがほとんどだが、もともとは電子メール の配送方法やコンピュータの機種名を登録するなどといった用途も考えられていた。
ドメイン名は階層的な構造をもっている。たとえばja.wikipedia.orgというホスト名はja、wikipedia、orgという3つの階層に区切ることができる。ja.wikipedia.orgというホストはwikipedia.orgドメインに所属しており、このドメインはさらにorgドメインに所属している。ドメイン名は一個の巨大な木構造 をなしており、この構造をドメイン名前空間 （Domain Name Space）と呼ぶ。ドメイン名前空間は頂点に.（ルート）ノードを持ち、そこから.com .org .jp トップレベルドメイン （TLD）が分かれている。
各ドメインはゾーンと呼ばれる管轄に分けて管理されている。ゾーンはドメイン名前空間上のある一部分に相当し、それぞれのゾーンは独立したDNSコンテンツサーバ と呼ばれるコンピュータによって管理されている（ドメイン名の委譲 ）。DNSコンテンツサーバは、管理しているゾーンのホスト名とIPアドレスの組を記述したデータベースを持っており、クライアントマシン（あるいはDNSキャッシュサーバ ）からの要求に応じて、あるホスト名に対応するIPアドレスを返す。DNSクライアントはルートサーバからいくつものDNSサーバをたどっていき、最終的なホスト名のIPアドレスを得る（DNSの再帰検索）。
具体的な例として、ja.wikipedia.orgというホスト名の IPアドレスを検索することを考えると、再帰検索は、トップレベルドメイン をルートサーバ に問い合わせることからはじまる。ja.wikipedia.orgというホスト名はwikipedia.orgドメインに属し、またwikipedia.orgドメインはorgドメインに属するため、クライアントは最初にorgドメインのDNSサーバ（ネームサーバ）のIPアドレス を得なければならない。
まず、クライアントは適当なルートサーバをひとつ選ぶ。ここではA.ROOT-SERVERS.NET（198.41.0.4）とする。現在[いつ? 、ルートサーバ に登録されているorgドメインのネームサーバは9つあり、そのうちのひとつはa7.nstld.com（192.5.6.36）である。
つぎにクライアントは、このネームサーバにwikipedia.orgドメインのネームサーバの IPアドレスを問い合わせる。するとそのネームサーバのホスト名はdns34.register.com（216.21.226.87）であることがわかる。
最後に、このネームサーバにja.wikipedia.orgのIPアドレスを問い合わせる。するとこのサーバは最終的な答130.94.122.197を返す。こうして目的とするホスト名のIPアドレスを検索できる。
DNSはデータを分散して保持する多数の権威DNSサーバと、キャッシュサーバからなる。authoritativeネームサーバ（「権威DNSサーバ」[ 2] [ 3] [ 2] [ 4]
[ 編集 ] DNS over HTTPS (DoH)は、リゾルバとのDNSクエリのやり取りをHTTPS 上で行う[ 注 1] RFC 8484 で定義され、MIMEタイプ としてapplication/dns-messageを使う。
DNS over TLS (DoT)は、TLS プロトコルを介してリゾルバとのDNSクエリをやり取りする。効果はDoHと同様である。
DNSは、ほとんどのインターネット利用者が普段意識していない透過的なシステムだが、その役割は非常に重要である。あるドメインを管理しているDNSサーバ が停止してしまうと、そのドメイン内のホストを示すURL やメールアドレス の名前解決などができなくなり、ネットワークが利用者とつながっていてもそのドメイン内のサーバ類には事実上アクセスできなくなる。そのため、重要なDNSサーバは二重化 されていることが多い。
またDNS偽装 を行うと、情報を容易に盗聴・偽装することができてしまう。情報レコードの不正な書き換えを防止するため、コンテンツサーバのマスタ（プライマリ）はインターネット（外部）から隠匿し、インターネットには特定のマスタのコピー（ゾーン転送）を受け取るスレーブ（セカンダリ）を公開するなどの構成を組んで、防衛手段を講じる。
STD0013 RFC 1034 : DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIESRFC 1035 : DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATIONRFC 8310 : Usage Profiles for DNS over TLS and DNS over DTLS -TLS （TCPを使用）およびDTLS （UDPを使用）上でDNSメッセージのやり取りを行うプロトコルの規定。セキュリティやプライバシー保護の向上を意図している。RFC 8484 : DNS Queries over HTTPS -HTTPS 上でDNSメッセージのやり取りを行うプロトコルの規定。使用するHTTPのバージョンとしてはHTTP/2 が推奨されている。こちらも、セキュリティやプライバシー保護の向上を意図している。マルチキャストDNS - mDNS とも表現されるLLMNR - Link Local Multicast Name Resolution^ つまり、ポート53を使わずにポート443を使う。 
