智能DNS:动态优化与负载均衡的实践

需积分: 37 22 下载量 181 浏览量 更新于2024-09-14 收藏 422KB PDF 举报
SmartDNS的设计与实现是一种创新的DNS解决方案,针对现有DNS系统特别是BIND 9的局限性,它不单纯依赖静态IP地址来进行域名解析,而是采用了动态网络探测策略。这种设计的核心理念在于提升用户体验,通过实时感知网络状况,为用户提供网速最快的资源服务器IP地址。SmartDNS的优势主要体现在以下几个方面: 首先,动态路由:SmartDNS能够根据用户的实时网络环境,动态选择最适合的服务器,这比基于静态IP地址的解析方式更加灵活和高效。这种机制能够避开网络拥塞,确保访问速度。 其次,负载均衡:当有多台服务器提供相同的资源时,SmartDNS通过健康检查功能监控每个服务器的性能,如响应时间、CPU利用率、连接比率等,通过计算综合负载值生成权值,实现服务器间的负载均衡,防止单点故障导致的服务中断。 再次,多链路支持:SmartDNS能够适应多出口网络架构,比如学校的公网和教育网出口切换,有效提高公网访问速度并减少教育网的国际流量消耗。对于校外用户访问校园资源的情况,SmartDNS可以根据用户来源自动选择教育网或公网出口,提供更好的服务体验。 最后,灵活性与可扩展性:与传统的智能DNS相比,SmartDNS不仅在性能上有所提升,而且具有更高的灵活性,可以轻松适应网络环境的变化,并且易于扩展以应对未来可能的增长需求。 SmartDNS的设计与实现是DNS技术的一次重要进步,它通过智能化的决策过程,提高了网络资源的利用效率,优化了用户访问体验,是现代互联网架构中不可或缺的一部分。通过与传统DNS系统对比,SmartDNS展现了其在实际应用中的优越性能。
256 浏览量
smartdns 是 python 语言编写,基于 twisted 框架实现的dns server,能够支持针对不同的dns请求根据配置返回不同的解析结果。smartdns获取dns请求的源IP或者客户端IP(支持edns协议的请 求可以获取客户端IP),根据本地的静态IP库获取请求IP的特性,包括所在的国家、省份、城市、ISP等,然后根据我们的调度配置返回解析结果。 smartdns的使用场景: 服务的多机房流量调度,比如电信流量调度到电信机房、联通流量调度到联通机房; 用户访问控制,将用户调度到离用户最近或者链路质量最好的节点上。 举个简单的例子,我们的一个站点test.test.com同时部署在电信和联通两个机房,该站点在电信机房的ip为1.1.1.1、在联通机房的ip为 2.2.2.2,就可以通过smartdns做到该站点域名解析时判断源IP为电信的IP时返回1.1.1.1、判断源IP为联通的IP时返回 2.2.2.2,从而达到不同运营商机房流量调度的目的。 支持的功能 支持A、SOA、NS记录的查询,支持DNS forward功能 性能 在虚拟机2.4G CPU上能够处理1000QPS查询请求,打开debug日志后可以到800QPS。3-5台dns server组成的集群已经能够满足大部分站点的需求。 目前我们正在实现和小流量测试go语言实现的smartdns,能够达到3wQPS以上,后续测试稳定后会开源出来,大家敬请期待:) 原理 smartdns响应dns请求的处理流程如下: IPPool类的初始化和该类中FindIP方法进行解析处理是smartdns中最关键的两个要素,这两个要素在下面详细介绍。其他的特性比如继 承twisted中dns相关类并重写处理dns请求的方法、升级twisted代码支持解析和处理edns请求等大家可以通过代码了解。edns知识可 以猛戳这里:DNS support edns-client-subnet IPPool初始化 ip.csv内容格式如下:200000001, 200000010,中国,陕西,西安,电信 其中各个字段含义分别为 IP段起始,IP段截止,IP段所属国家,IP段所属省份,IP段所属城市,IP段所属ISP a.yaml配置文件格式: test.test.com:   ttl: 3600   default: 5.5.5.5 2.2.2.2   中国,广东,,联通: 1.1.1.1 3.3.3.1   中国,广东,,电信: 1.1.1.2 3.3.3.2 配置中地域信息的key包括四个字段,分别带有不同的权重: 国家:    8 省份: 4 城市: 2 运营商:  1 初始化阶段,会生成一个名为iphash的dict,具体数据结构如下图: 其中,iphash的key为ip.csv每一条记录的起始IP,value为一个list,list长度为6,list前5个字段分别为以该 key为起始IP记录的IP段截止、IP段所属国家、IP段所属省份、IP段所属城市、IP段所属ISP,第六个字段是一个hash,key为 a.yaml里面配置的域名,value为长度为2的list,iphash[IP段起始][6][域名1][0]为域名1在该IP段的最优解 析,iphash[IP段起始][6][域名1][1]为该最优解析的总权值,该总权值暂时只做参考。 iphash初始化过程中最关键的是iphash[IP段起始][6][域名1]的最优解析的计算,最简单直接的方式是直接遍历域名1的所有调度配 置,挑选出满足条件且总权值最高的解析,即为最优解析。这种方式记录整个iphash的时间复杂度为O(xyz),x为ip.csv记录数,y为域名总数 量,z为各个域名的调度配置数。为了优化启动速度,优化了寻找最优解析的方法:事先将每个域名调度配置生成一颗树,这棵树是用dict模拟出来的,这样需 要最优解的时候就不需要遍历所有调度配置,而是最多检索15次即可找到最优,即时间复杂度为O(15xy),具体实现参考IPPool的 LoadRecord和JoinIP两个方法。 有了初始化后的iphash数据结构之后,每次请求处理的时候,只需要定位请求IP处在哪个IP段,找到IP段起始IP,然后从iphash中取出最优解析,取出最优解析的过程是O(1)的。具体流程如下: 代码 github: https://github.com/xiaomi-sa/smartdns 安装 依赖: python 2.6或者2.7 Twisted 12.2.0 zope.interface 4.0.1 安装: git clone smartdns到本地路径,进入script目录,执行install_smartdns.sh即可将smartdns安装在本地,同时python环境和相关的依赖都是使用virtualenv来进行管理,不会对系统环境造成影响。 启动: 进入smartdns的bin路径下,执行sh run_dns.sh即可启动smartdns 测试 本地测试 dig test.test.com @127.0.0.1 或者将搭建的smartdns加到测试域名的ns中进行测试。 支持 mail: fangshaosen@xiaomi.com github: jerryfang8 EDNS相关请参考:DNS support edns-client-subnet 标签:smartdns