Działanie okrężne DNS to technika równoważenia obciążenia używana do dystrybucji przychodzącego ruchu sieciowego na wiele serwerów w sposób okrężny. Jest to podstawowy mechanizm poprawiający wydajność, redundancję i odporność na awarie witryn internetowych i usług. Wykorzystując system DNS (Domain Name System), metoda ta umożliwia powiązanie wielu adresów IP z jedną nazwą domeny. Gdy klienci żądają adresu IP dla domeny, DNS zwraca w sposób rotacyjny inny adres IP z puli, równomiernie rozdzielając ruch pomiędzy powiązane serwery.
Historia powstania mechanizmu okrężnego DNS i pierwsza wzmianka o nim
Koncepcja działania okrężnego DNS sięga początków Internetu. Pierwotnym pomysłem było umożliwienie podstawowego równoważenia obciążenia i przełączania awaryjnego poprzez umieszczenie wielu rekordów A (adresów) w pliku strefy DNS, z których każdy wskazywałby inny serwer. Pierwszą wzmiankę o działaniu okrężnym DNS można znaleźć w dokumencie RFC 970 opublikowanym w 1985 r., który wprowadził pojęcie wielu adresów IP dla jednej domeny.
Szczegółowe informacje na temat działania okrężnego DNS
Działanie okrężne DNS działa na prostej zasadzie cyklicznego przeglądania listy adresów IP w odpowiedzi na zapytania DNS. Kiedy klient wysyła żądanie rozpoznania nazwy domeny, serwer DNS losowo wybiera adres IP z listy i zwraca go jako odpowiedź. Kolejne zapytania DNS od innych klientów mogą otrzymać różne adresy IP na liście, rozdzielając w ten sposób ruch pomiędzy serwerami.
Wewnętrzna struktura działania okrężnego DNS: Jak działa działanie okrężne DNS
Działanie okrężne DNS działa w hierarchii systemu nazw domen. Gdy moduł rozpoznawania nazw DNS otrzyma zapytanie dotyczące domeny z wieloma adresami IP (ze względu na konfigurację okrężną), w każdej odpowiedzi zwraca jeden z adresów IP z listy. Wybór adresu IP odbywa się zwykle na podstawie kolejności jego występowania w pliku strefy DNS.
Proces można podsumować w następujących krokach:
- Klient wysyła zapytanie DNS o nazwę domeny.
- Narzędzie rozpoznawania nazw DNS wyszukuje rekordy DNS domeny i znajduje wiele powiązanych z nią adresów IP.
- Mechanizm rozpoznawania nazw DNS zwraca klientowi jeden z adresów IP, zmieniając wybór przy każdym kolejnym zapytaniu.
Analiza kluczowych cech działania okrężnego DNS
Działanie okrężne DNS oferuje kilka kluczowych funkcji, które czynią go cennym narzędziem do równoważenia obciążenia i zwiększania dostępności serwera:
-
Rozkład obciążenia: Obracając adresy IP w odpowiedziach DNS, działanie okrężne DNS równomiernie rozdziela ruch przychodzący na wiele serwerów, zapobiegając przeciążeniu dowolnego pojedynczego serwera.
-
Duża dostępność: Łącząc wiele serwerów z jedną domeną, działanie okrężne DNS zapewnia redundancję. Jeśli jeden serwer stanie się niedostępny, pozostałe serwery mogą w dalszym ciągu obsługiwać przychodzące żądania.
-
Łatwość wdrożenia: Działanie okrężne DNS można łatwo wdrożyć, dodając wiele rekordów A w pliku strefy DNS. Nie wymaga skomplikowanych konfiguracji ani zmian w aplikacji lub konfiguracji serwera.
-
Niska cena: Metoda okrężna DNS jest ekonomicznym rozwiązaniem, ponieważ nie wymaga specjalistycznego sprzętu ani oprogramowania, dzięki czemu jest dostępna dla małych firm i organizacji.
-
Lepkość sesji: Chociaż działanie okrężne DNS rozdziela ruch na wiele serwerów, nie ma możliwości utrzymania trwałości sesji. W rezultacie kolejne żądania od tego samego klienta mogą być kierowane do różnych serwerów.
Rodzaje działania okrężnego DNS
Istnieją dwa podstawowe typy konfiguracji DNS okrężnym: proste okrężne i ważone okrężne.
1. Prosta gra okrężna
W prostym podejściu okrężnym wszystkie adresy IP są traktowane jednakowo, a moduł rozpoznawania nazw DNS przechodzi przez nie sekwencyjnie. Każdy serwer otrzymuje równy udział w ruchu przychodzącym, zakładając, że wszystkie serwery mają podobną pojemność.
2. Ważony system kołowy
Ważona metoda okrężna wprowadza pojęcie priorytetu adresów IP. Każdemu adresowi IP przypisana jest wartość wagi, wskazująca jego pojemność lub zdolność do obsługi ruchu. Następnie moduł rozpoznawania nazw DNS cyklicznie przegląda adresy IP w oparciu o ich wagę, rozdzielając ruch proporcjonalnie do wydajności każdego serwera.
Oto porównanie dwóch typów działania okrężnego DNS:
| Funkcja | Prosta gra okrężna | Ważony system kołowy |
|---|---|---|
| Dystrybucja ruchu | Równa dystrybucja pomiędzy serwerami | Podział proporcjonalny na podstawie wag |
| Konfiguracja | Jednolita waga dla wszystkich serwerów | Konfigurowalne wagi dla każdego serwera |
| Przypadków użycia | Odpowiednie, gdy serwery mają podobną pojemność | Preferowane, gdy serwery mają różną pojemność |
Sposoby korzystania z mechanizmu okrężnego DNS
-
Równoważenie obciążenia: działanie okrężne DNS jest powszechnie używane do dystrybucji ruchu na wiele serwerów internetowych, aby zapobiec przeciążeniu i skrócić czas odpowiedzi.
-
Wysoka dostępność: poprzez powiązanie wielu adresów IP z jedną domeną, działanie okrężne DNS gwarantuje, że jeśli jeden serwer stanie się niedostępny, inne serwery będą mogły obsłużyć przychodzące żądania.
-
Geograficzne równoważenie obciążenia: działanie okrężne DNS może służyć do kierowania użytkowników do serwerów położonych bliżej geograficznie, zmniejszając opóźnienia i poprawiając wydajność.
Problemy i rozwiązania
-
Brak powinowactwa sesji: W trybie okrężnym DNS brakuje powinowactwa sesji lub sesji trwałych, co oznacza, że kolejne żądania od tego samego klienta mogą być kierowane do różnych serwerów. Może to prowadzić do problemów z utrzymaniem sesji użytkowników, takich jak utrata danych koszyka. Rozwiązania tego problemu obejmują wdrożenie trwałości sesji na poziomie aplikacji lub modułu równoważenia obciążenia.
-
Nierówny rozkład obciążenia: w przypadku prostego działania okrężnego serwery o różnej pojemności otrzymują taką samą ilość ruchu, co prowadzi do nieefektywnego rozkładu obciążenia. Ważone działanie okrężne pomaga rozwiązać ten problem, umożliwiając administratorom przypisywanie różnym wagom serwerów w zależności od ich możliwości.
-
Monitorowanie stanu serwera: działanie okrężne DNS nie uwzględnia stanu serwerów. Jeśli serwer przestanie odpowiadać lub przejdzie w tryb offline, DNS będzie nadal kierować do niego ruch. Aby sobie z tym poradzić, można zastosować zewnętrzne kontrole stanu i systemy monitorowania w celu wykrycia awarii serwerów i usunięcia dotkniętych adresów IP z odpowiedzi DNS.
Główne cechy i inne porównania z podobnymi terminami
Round-Robin DNS a równoważenie obciążenia DNS
Okrężne działanie DNS i równoważenie obciążenia DNS są często używane zamiennie, ale istnieją między nimi wyraźne różnice. Podczas gdy działanie okrężne DNS rozdziela ruch pomiędzy wiele serwerów, przechodząc przez listę adresów IP, równoważenie obciążenia DNS wykorzystuje różne algorytmy (np. działanie okrężne, najmniej połączeń, ważone), aby inteligentnie kierować ruchem w oparciu o wydajność serwera, czas odpowiedzi i kondycja serwera. Równoważenie obciążenia DNS zazwyczaj opiera się na wyspecjalizowanych modułach równoważenia obciążenia do zarządzania dystrybucją ruchu, oferując bardziej zaawansowane funkcje w porównaniu do działania okrężnego DNS.
DNS Round-Robin kontra Anycast
Anycast to kolejna technika routingu sieciowego, która jest podobna do działania okrężnego DNS. W Anycast wiele serwerów reklamuje ten sam adres IP z różnych lokalizacji. Gdy klient wysyła żądanie do adresu IP typu anycast, sieć kieruje żądanie do najbliższego dostępnego serwera za pomocą protokołu Border Gateway Protocol (BGP). W przeciwieństwie do działania okrężnego DNS, Anycast nie obejmuje cyklicznego przełączania adresów IP; zamiast tego infrastruktura routingu kieruje klienta do najbliższego serwera.
W miarę ciągłego rozwoju Internetu, działanie okrężne DNS prawdopodobnie utrzyma swoje znaczenie jako prosta i opłacalna technika równoważenia obciążenia. Jednak wraz z rozwojem usług opartych na chmurze i bardziej złożonymi architekturami aplikacji organizacje mogą coraz częściej wybierać zaawansowane rozwiązania w zakresie równoważenia obciążenia, takie jak globalne zarządzanie ruchem w oparciu o DNS i równoważenie obciążenia uwzględniające aplikacje.
Automatyzacja i integracja okrężnego DNS z platformami dostawców usług w chmurze prawdopodobnie uprości jego konfigurację i konserwację, czyniąc go bardziej dostępnym dla szerszego grona użytkowników.
W jaki sposób serwery proxy mogą być używane lub powiązane z systemem okrężnym DNS
Serwery proxy i round-robin DNS mogą się uzupełniać, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność i niezawodność usług internetowych. Serwery proxy działają jako pośrednicy między klientami a serwerami internetowymi, buforując i przekazując żądania w imieniu klientów. Integrując działanie okrężne DNS z serwerami proxy, organizacje mogą osiągnąć:
-
Dystrybucja obciążenia: Serwery proxy mogą obsługiwać żądania przychodzące od klientów i dystrybuować ruch pomiędzy serwerami zaplecza skonfigurowanymi przy użyciu okrężnego działania DNS. Ta kombinacja zwiększa możliwości równoważenia obciążenia.
-
Buforowanie: Serwery proxy mogą buforować często odwiedzaną zawartość, zmniejszając obciążenie serwerów zaplecza i skracając czas odpowiedzi klientów.
-
Routing oparty na geolokalizacji: Serwery proxy mogą wykorzystywać system okrężny DNS do kierowania klientów do bliższych geograficznie serwerów zaplecza, poprawiając ogólną wydajność.
Powiązane linki
Aby uzyskać więcej informacji na temat działania okrężnego DNS, możesz zapoznać się z następującymi zasobami:
- RFC 970: Przełączniki pakietowe z nieskończoną pamięcią
- RFC 1794: Obsługa DNS dla równoważenia obciążenia
- Wprowadzenie do równoważenia obciążenia DNS
- Anycast a równoważenie obciążenia DNS
Pamiętaj, że działanie okrężne DNS to tylko jedna z wielu dostępnych technik równoważenia obciążenia. W zależności od konkretnego przypadku użycia i wymagań bardziej odpowiednie mogą być inne podejścia do równoważenia obciążenia, takie jak oparte na serwerze moduły równoważenia obciążenia i kontrolery dostarczania aplikacji. Zawsze bierz pod uwagę unikalne potrzeby swojej infrastruktury i konsultuj się z ekspertami IT, aby wdrożyć najlepsze rozwiązanie dla Twojej organizacji.
