基于本地DNS的CDN优化调度方法与流程

本发明涉及互联网领域，具体的说，是涉及一种基于本地dns的cdn优化调度方法。

背景技术

dns解析是我们访问internet的“第一跳”，为了更快、更稳，现在业界普遍采用了智能dns来解析。智能dns解析是cdn的重要组成部分，其原理就是根据自身所保存的表项的ip和用户的所在位置对应来就近分配服务器的主机记录给用户，即根据请求用户的来源对同一域名作出相应不同的解析。在cdn网络中，根据智能dns实现gslb全局负载均衡，就近分发可请求的缓存服务器，所以cdn的调度准确性需要依靠dns的智能解析。

但是智能dns也不是完美的，因为dns是互联网上较早设计的协议，当时并没有考虑到今天网络的发展情况与应用场景。以客户端请求dns查询www.163.com域名为例，较早的传统的dns工作流程如下：

(1)客户端向本机配置的本地dns服务器发出“www.163.com”域名的dns查询请求。

(2)本地dns服务器收到请求后，如果本地缓存中没有该域名的记录，则本地dns服务器再以dns客户端的角色将同样的dns域名查询请求发给根名称服务器；根名称服务器收到dns请求后，将所请求的dns域名中的com顶级域名所对应的com顶级名称服务器地址返回给本地dns服务器。

(3)本地dns服务器根据根名称服务器所返回的com顶级名称服务器地址，向对应的com顶级名称服务器发送与之前一样的“www.163.com”域名的dns查询请求；对应的顶级名称服务器在收到dns查询请求后，如果缓存中没有该域名的记录，则向本地dns服务器返回所请求的dns域名对应的163.com二级名称服务器地址(权威dns服务器地址)。

(4)本地dns服务器根据com顶级域名服务器返回的163.com二级名称服务器即权威dns服务器地址，向对应的163.com权威dns服务器发送与之前一样的www.163.com域名的dns查询请求；对应的163.com权威dns服务器返回www.163.com域名所对应的ip地址给本地dns服务器。

(5)本地dns服务器将在163.com权威dns服务器得到的www.163.com域名所对应的ip地址返回给dns客户端。

在整个解析过程中，本地dns服务器代替用户向根、顶级域、权威dns服务器去查询结果并把结果返回给用户，被查询的权威dns服务器是无法知道具体是哪个用户来查询，无法获得用户ip。cdn使用dns获取查询ip，根据ip对用户进行地域调度，但这里获取的ip地址是dns地址，而不是用户真实的ip地址。大多数情况下，用户会使用离自己网络最近的本地dns服务器，cdn调度基本还是准确的。但是也有很多用户nameserver设置错误，或使用googlepublicdns(nameserver8.8.8.8/8.8.4.4)或opendns进行dns解析。如果我们的本地dns服务器和本地用户不在一个地理位置上，那么用户会得到一个本地dns服务器所在位置最近的ip地址而不是用户位置最近的ip地址，所以无法进行精准调度，不可避免的存在调度错误，用户访问体验差的现象。

基于cdn调度不准确的问题，google提交了一份dns扩展协议(edns)，允许dnsresolver传递真实用户的ip地址给权威dns服务器。edns就是在遵循已有的dns消息格式的基础上增加一些字段来支持更多的dns请求业务。

edns中引入了一种新的伪资源记录opt(resourcerecord)，之所以叫做伪资源记录是因为它不包含任何dns数据，optrr不能被缓存、不能被转发、不能被存储在zone文件中。opt被放在dns通信双方(requestor和responsor)dns消息的additionaldata区域中。

opt伪资源记录中的内容包含固定部分和可变部分，它的结构如下：图2所示。

图2中最下面的rdata是可变部分，其余的部分都是固定部分：

name字段目前为空；

type字段是optrr的类型编号。iana为其分配的是41(0x29)；

ttl中是扩展的dns消息头部；

rdlen是可变部分rdata的长度；

rdata是kv类型的可变部分。

原来的ttl字段被用来存储扩展消息头部中的rcode和flags，它的格式如图3所示。

图3中高位8个bit是扩展rcode(返回状态码)，这8个bit加上dns头部的4bit总共有12bit(8bit在高位)，这样就可以表示更多的返回类型。

version字段表示edns的版本(edns根据支持不同的扩展内容会有很多版本)。

optrr中可变部分rdata的结果如图4所示：

option-code：2个字节(在rfc里最新定义是0×0008,老板本为0x50fa)；

option-length：2个字节，描述它之后的内容长度(byte)；

family：2个字节，1表示ipv4,2表示ipv6；

address：实际存放ip地址的地方，ipv4长度为4；

目前bind不能支持edns需要打补丁后才能发送edns的查询包，请先下载ends-client-subnetdigpatch并安装进bind中。先将测试域名做多线路的域名解析，如图5所示。.

分别为edns.dns.com做了两条dns智能解析，分别来自上海电信的用户解析到3.3.3.3，北京电信的用户解析到2.2.2.2，其他的都解析到1.1.1.1。

使用打过edns-clinet-subnetpatch的dig来查询，图6所示。.

当client为180.149.128.1(上海电信ip)时可以正确返回对应的线路解析，如图7所示。

当client为58.32.1.1(北京电信ip)时也可以正确返回对应的线路解析。

现有技术存在的缺点，使用ecs(edns-client-subnet)可以解决当前cdn不能精准调度的问题，但是对现网改造要求比较高，需要缓存服务器、递归服务器都支持ecs。性能方面，随着域名量的增加，ecs方案对现网dns的性能影响也会越来越大。

现有技术存在的缺点如下：用户访问的目标网站，在互联网中可能有很多个资源，但是由于缺乏基于用户体验的调度，用户访问的资源未必是当前他们访问体验最好的，甚至出现诸如页面打不开等问题，而其它的用户却可以正常访问。网络/运维部门也不能很好的解决问题，用户体验无法得到保证，进而影响用户的行为。随着互联网的高速发展，互联网内容也越来越丰富，比如网页、游戏、微信、视频、直播等应用的用户越来越多。用户对带宽的占用和需求越来越大，造成了运营商骨干网络带宽的拥塞。最终影响了用户的体验，阻碍了运营商宽带业务的发展。无法对流量进行精准的调度，对故障内容源切换速度慢，ecs会增加网络结构的变动和影响dns的性能。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种提升用户体验、节省骨干网络带宽、实现流量的精准调度的基于本地dns的cdn优化调度方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于本地dns的cdn优化调度方法，

包括：icp内容用户体验优化系统和互联网内容用户体验优化系统；

其中icp内容用户体验优化系统是针对用户经常访问的域名，通过在icp用户体验优化系统旁部署icp的授权域名服务器，在icp用户体验优化系统上配置转发服务器为icp授权域名服务器地址，直接通过域名转发进行资源获取，而不再进行递归；

互联网内容用户体验优化系统是针对用户不常访问的icp之外的其他域名，通过泰策全球资源库获取本地拨测结果，结合用户的策略，返回最优资源列表。

所述icp内容用户体验优化系统的工作流程如下：

在本地缓存dns服务器前部署icp内容用户体验优化系统，旁边部署icp授权域名服务器，其中icp内容用户体验优化系统为逻辑前置，也可直接部署于本地缓存dns服务器上。

icp内容用户体验优化系统会对用户的请求域名进行区分，icp域名的请求直接转发到旁边部署的icp授权域名服务器去解析记录，并将解析结论返回给icp内容用户体验优化系统，优化系统返回给用户，用户根据解析结果访问最优的资源。其他域名的请求直接转到本地缓存dns服务器去解析。

icp内容用户体验优化系统支持ecs，dns请求的时候可以携带用户的源ip，icp授权域名服务器就可以根据用户的源ip地址引导用户到最近的资源。

针对域名：用户经常访问的域名；

部署模式：逻辑前置，即在本地缓存dns服务器上或前端部署泰策icp用户体验优化系统，并就近部署icp授权域名服务器；

调度方式：分流、授权就近解析、用户直接响应；

用户访问：现有内容节点(省会idc)、地市内容节点；

系统可靠性：转发开关，自身服务检测。

icp内容用户体验优化系统支持ecs，dns请求包携带用户的源ip地址，icp授权服务器根据不同的源ip用户对同一域名配置了不同的解析记录，icp授权服务器就可以根据真实的客户ip地址返回最优的解析记录，实现精准的资源调度，实现用户的真正就近资源的访问，提高用户访问体验。

在icp内容用户体验优化系统部署icp授权域名服务器，在icp内容用户体验优化系统上配置常用的icp域名的转发服务器地址为icp授权域名服务器地址。

实现就近解析，省去出去递归解析的时间消耗，提升用户体验，且只需要icp内容用户体验优化系统支持ecs就可以了，克服了传统的ecs的需要缓存服务器、递归服务器都需要支持ecs的问题，对网络改造要求低。

本发明相对现有技术的有益效果：

1.提升用户体验；

icp授权域名服务器就近部署，直接部署于运营商本地dns旁侧，无需出去递归，就近直接返回解析记录。

2.域名分流，提升本地dns服务能力；

对请求的域名分为icp域名和其他域名，对于大多数的常访问的icp域名直接通过icp授权域名服务器就近解析，剩余的少数的其他域名通过本地dns服务器解析，缓解了本地dns服务器的解析压力，提升了本地dns服务器能力。

3.故障内容源秒级切换；

由于icp内容用户体验优化系统直接通过旁边部署的icp授权域名服务器去解析且不缓存解析记录，当业务服务器出现故障时，icp授权域名服务器就会删除该故障服务器对应的记录，用户解析的时候就不会再返回故障服务器的地址，而是会返回服务状态正常的业务服务器的地址，实现故障内容源的秒级切换。

4.节省运营商骨干网带宽；

用户需求就近响应，一方面提升了用户的访问体验，提升了运营商的竞争力；另一方面极大地节省了运营商上行的骨干网带宽，节省了运营商的成本。

附图说明

图1是传统的dns解析流程示意图；

图2是的opt内容示意图；

图3是extendedrcodeandflagsdetail示意图；

图4是rdata结构示意图；

图5是edns.dns.com的记录配置图；

图6是上海电信用户解析情况图；

图7是北京电信用户解析情况图；

图8是本发明基于本地dns的cdn优化调度方法的系统结构示意图；

图9是本发明基于本地dns的cdn优化调度方法的icp内容用户体验优化系统逻辑流程图；

图10是本发明基于本地dns的cdn优化调度方法的icp内容用户体验优化系统功能图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-10可知，一种基于本地dns的cdn优化调度方法，

包括：icp内容用户体验优化系统和互联网内容用户体验优化系统；

其中icp内容用户体验优化系统是针对用户经常访问的域名，通过在icp用户体验优化系统旁部署icp的授权域名服务器，在icp用户体验优化系统上配置转发服务器为icp授权域名服务器地址，直接通过域名转发进行资源获取，而不再进行递归；

互联网内容用户体验优化系统是针对用户不常访问的icp之外的其他域名，通过泰策全球资源库获取本地拨测结果，结合用户的策略，返回最优资源列表。

所述icp内容用户体验优化系统的工作流程如下：

在本地缓存dns服务器前部署icp内容用户体验优化系统，旁边部署icp授权域名服务器，其中icp内容用户体验优化系统为逻辑前置，也可直接部署于本地缓存dns服务器上。

icp内容用户体验优化系统会对用户的请求域名进行区分，icp域名的请求直接转发到旁边部署的icp授权域名服务器去解析记录，并将解析结论返回给icp内容用户体验优化系统，优化系统返回给用户，用户根据解析结果访问最优的资源。其他域名的请求直接转到本地缓存dns服务器去解析。

icp内容用户体验优化系统支持ecs，dns请求的时候可以携带用户的源ip，icp授权域名服务器就可以根据用户的源ip地址引导用户到最近的资源。

针对域名：用户经常访问的域名；

部署模式：逻辑前置，即在本地缓存dns服务器上或前端部署泰策icp用户体验优化系统，并就近部署icp授权域名服务器；

调度方式：分流、授权就近解析、用户直接响应；

用户访问：现有内容节点(省会idc)、地市内容节点；

系统可靠性：转发开关，自身服务检测。

icp内容用户体验优化系统支持ecs，dns请求包携带用户的源ip地址，icp授权服务器根据不同的源ip用户对同一域名配置了不同的解析记录，icp授权服务器就可以根据真实的客户ip地址返回最优的解析记录，实现精准的资源调度，实现用户的真正就近资源的访问，提高用户访问体验。

在icp内容用户体验优化系统部署icp授权域名服务器，在icp内容用户体验优化系统上配置常用的icp域名的转发服务器地址为icp授权域名服务器地址。

实现就近解析，省去出去递归解析的时间消耗，提升用户体验，且只需要icp内容用户体验优化系统支持ecs就可以了，克服了传统的ecs的需要缓存服务器、递归服务器都需要支持ecs的问题，对网络改造要求低。

本发明相对现有技术的有益效果：

1.提升用户体验；

icp授权域名服务器就近部署，直接部署于运营商本地dns旁侧，无需出去递归，就近直接返回解析记录。

2.域名分流，提升本地dns服务能力；

对请求的域名分为icp域名和其他域名，对于大多数的常访问的icp域名直接通过icp授权域名服务器就近解析，剩余的少数的其他域名通过本地dns服务器解析，缓解了本地dns服务器的解析压力，提升了本地dns服务器能力。

3.故障内容源秒级切换；

由于icp内容用户体验优化系统直接通过旁边部署的icp授权域名服务器去解析且不缓存解析记录，当业务服务器出现故障时，icp授权域名服务器就会删除该故障服务器对应的记录，用户解析的时候就不会再返回故障服务器的地址，而是会返回服务状态正常的业务服务器的地址，实现故障内容源的秒级切换。

4.节省运营商骨干网带宽；

用户需求就近响应，一方面提升了用户的访问体验，提升了运营商的竞争力；另一方面极大地节省了运营商上行的骨干网带宽，节省了运营商的成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。