DNS-цифровий цикл — це техніка балансування навантаження, яка використовується для розподілу вхідного мережевого трафіку між кількома серверами циклічним способом. Це фундаментальний механізм для підвищення продуктивності, резервування та відмовостійкості веб-сайтів і служб. Завдяки використанню DNS (системи доменних імен) цей метод дозволяє асоціювати кілька IP-адрес з одним доменним іменем. Коли клієнти запитують IP-адресу для домену, DNS повертає іншу IP-адресу з пулу по черзі, рівномірно розподіляючи трафік між пов’язаними серверами.
Історія виникнення DNS round-robin і перші згадки про нього
Концепція циклічного DNS-сервісу бере свій початок з ранніх днів Інтернету. Початкова ідея полягала в тому, щоб увімкнути базове балансування навантаження та відновлення після відмови, маючи кілька записів A (адреса) у файлі зони DNS, кожен з яких вказує на інший сервер. Першу згадку про циклічний DNS можна простежити до RFC 970, опублікованого в 1985 році, в якому було введено поняття кількох IP-адрес для одного домену.
Детальна інформація про циклічний DNS
DNS-циферблат працює за простим принципом циклічного перегляду списку IP-адрес у відповідь на запити DNS. Коли клієнт робить запит на визначення доменного імені, DNS-сервер випадковим чином вибирає IP-адресу зі списку та повертає її як відповідь. Подальші DNS-запити від інших клієнтів можуть отримувати різні IP-адреси в списку, таким чином розподіляючи трафік між серверами.
Внутрішня структура циклічної обробки DNS: як працює циклічна система DNS
Циклічний DNS працює в ієрархії системи доменних імен. Коли DNS-перетворювач отримує запит для домену з кількома IP-адресами (через циклічну конфігурацію), він повертає одну з IP-адрес зі списку в кожній відповіді. Вибір IP-адреси зазвичай базується на порядку їх відображення у файлі зони DNS.
Процес можна коротко описати такими етапами:
- Клієнт робить DNS-запит для доменного імені.
- Резолвер DNS шукає DNS-записи домену та знаходить кілька пов’язаних із ним IP-адрес.
- Резолвер DNS повертає клієнту одну з IP-адрес, змінюючи вибір для кожного наступного запиту.
Аналіз ключових особливостей DNS-кругової системи
DNS-круговий доступ пропонує кілька ключових функцій, які роблять його цінним інструментом для балансування навантаження та підвищення доступності сервера:
-
Розподіл навантаження: Завдяки чергуванню IP-адрес у відповідях DNS система DNS рівномірно розподіляє вхідний трафік між кількома серверами, запобігаючи перевантаженню будь-якого окремого сервера.
-
Висока доступність: Пов’язуючи кілька серверів з одним доменом, циклічний DNS забезпечує резервування. Якщо один сервер стає недоступним, решта серверів можуть продовжувати обробляти вхідні запити.
-
Простота реалізації: Циклічний DNS можна легко реалізувати, додавши декілька записів A у файл зони DNS. Він не потребує складних конфігурацій або змін у налаштуваннях програми чи сервера.
-
Низька вартість: система DNS Round Robin є економічно ефективним рішенням, оскільки воно не вимагає спеціального обладнання чи програмного забезпечення, що робить його доступним для малих підприємств і організацій.
-
Клейкість сесії: Хоча система DNS розподіляє трафік між декількома серверами, їй не вистачає можливості підтримувати стабільність сеансу. У результаті послідовні запити від одного клієнта можуть бути спрямовані на різні сервери.
Типи циклічного DNS
Існує два основних типи циклічних конфігурацій DNS: проста циклічна і зважена циклічна.
1. Простий круговий режим
У простому циклічному підході всі IP-адреси обробляються однаково, і DNS-перетворювач послідовно їх переглядає. Кожен сервер отримує рівну частку вхідного трафіку, припускаючи, що всі сервери мають однакову потужність.
2. Зважена система Round-Robin
Зважений циклічний цикл вводить поняття пріоритету для IP-адрес. Кожній IP-адресі присвоюється значення ваги, що вказує на її пропускну здатність або здатність обробляти трафік. Потім розпізнавач DNS перебирає IP-адреси на основі їх ваги, розподіляючи трафік пропорційно потужності кожного сервера.
Ось порівняння між двома типами циклічного DNS:
| Особливість | Простий круговий режим | Зважений круговий режим |
|---|---|---|
| Розподіл трафіку | Рівномірний розподіл між серверами | Пропорційний розподіл на основі ваг |
| Конфігурація | Уніфікована вага для всіх серверів | Настроювані ваги для кожного сервера |
| Випадки використання | Підходить, якщо сервери мають однакову потужність | Бажано, якщо сервери мають різну потужність |
Способи використання DNS Round-Robin
-
Балансування навантаження: циклічна система DNS зазвичай використовується для розподілу трафіку між кількома веб-серверами, щоб запобігти перевантаженню та покращити час відповіді.
-
Висока доступність: асоціюючи кілька IP-адрес з одним доменом, циклічний DNS гарантує, що якщо один сервер стане недоступним, інші сервери зможуть обробити вхідні запити.
-
Географічне балансування навантаження: DNS-циклічна система може використовуватися для спрямування користувачів на географічно ближчі сервери, зменшуючи затримку та покращуючи продуктивність.
Проблеми та рішення
-
Відсутність спорідненості сеансу: DNS-циклічна робота не має спорідненості сеансу або закріплених сеансів, тобто послідовні запити від одного клієнта можуть бути спрямовані на різні сервери. Це може призвести до проблем із підтримкою сеансів користувача, наприклад до втрати даних кошика для покупок. Рішення цієї проблеми включають реалізацію збереження сеансу на рівні програми або балансувальника навантаження.
-
Нерівномірний розподіл навантаження: у випадку простого кругового передачі сервери з різною ємністю отримують однаковий обсяг трафіку, що призводить до неефективного розподілу навантаження. Weighted round-robin допомагає вирішити цю проблему, дозволяючи адміністраторам призначати різну вагу серверам залежно від їхніх можливостей.
-
Моніторинг працездатності сервера: циклічний DNS не враховує стан справності серверів. Якщо сервер перестає відповідати або переходить в режим офлайн, DNS продовжуватиме направляти трафік на нього. Щоб упоратися з цим, можна використовувати зовнішні перевірки працездатності та системи моніторингу для виявлення збоїв сервера та видалення уражених IP-адрес із відповідей DNS.
Основні характеристики та інші порівняння з подібними термінами
DNS Round-Robin проти DNS Load Balancing
DNS-циклічна система та балансування навантаження DNS часто використовуються як взаємозамінні, але вони мають суттєві відмінності. У той час як циклічна система DNS розподіляє трафік між декількома серверами, циклічно перебираючи список IP-адрес, балансування навантаження DNS використовує різні алгоритми (наприклад, циклічна система, найменші з’єднання, зважені) для інтелектуального спрямування трафіку на основі продуктивності сервера, часу відгуку та справність сервера. Балансування навантаження DNS зазвичай покладається на спеціалізовані балансувальники навантаження для керування розподілом трафіку, пропонуючи більш складні функції порівняно з циклічним DNS.
DNS Round-Robin проти Anycast
Anycast — ще одна техніка мережевої маршрутизації, яка схожа на циклічну систему DNS. У Anycast кілька серверів рекламують ту саму IP-адресу з різних місць. Коли клієнт робить запит на IP-адресу anycast, мережа направляє запит на найближчий доступний сервер за допомогою Border Gateway Protocol (BGP). На відміну від циклічної обробки DNS, Anycast не включає перемикання IP-адрес; натомість інфраструктура маршрутизації піклується про направлення клієнта до найближчого сервера.
У міру того, як Інтернет продовжує розвиватися, круговий DNS, ймовірно, збереже свою актуальність як простий і економічно ефективний метод балансування навантаження. Однак із розвитком хмарних служб і більш складною архітектурою додатків організації можуть все частіше вибирати передові рішення з балансування навантаження, такі як глобальне керування трафіком на основі DNS і балансування навантаження з урахуванням програм.
Автоматизація та інтеграція циклічної обробки DNS у платформи постачальників хмарних послуг, швидше за все, спростить її налаштування та обслуговування, зроблячи її більш доступною для більш широкого кола користувачів.
Як проксі-сервери можна використовувати або пов’язувати з циклічним DNS
Проксі-сервери та круговий DNS можуть доповнювати один одного для подальшого підвищення продуктивності та надійності веб-служб. Проксі-сервери діють як посередники між клієнтами та веб-серверами, кешуючи та пересилаючи запити від імені клієнтів. Інтегруючи циклічний DNS із проксі-серверами, організації можуть досягти:
-
Розподіл навантаження: проксі-сервери можуть обробляти вхідні запити від клієнтів і розподіляти трафік між внутрішніми серверами, налаштованими за допомогою циклічної обробки DNS. Ця комбінація покращує можливості балансування навантаження.
-
Кешування: проксі-сервери можуть кешувати вміст, до якого часто звертаються, зменшуючи навантаження на внутрішні сервери та покращуючи час відповіді для клієнтів.
-
Маршрутизація на основі геолокації: проксі-сервери можуть використовувати циклічний DNS, щоб направляти клієнтів на територіально ближчі внутрішні сервери, покращуючи загальну продуктивність.
Пов'язані посилання
Щоб отримати додаткові відомості про циклічний DNS, ви можете дослідити такі ресурси:
- RFC 970: Про пакетні комутатори з нескінченним сховищем
- RFC 1794: Підтримка DNS для балансування навантаження
- Вступ до балансування навантаження DNS
- Балансування навантаження Anycast проти DNS
Пам’ятайте, що циклічний DNS є лише одним із багатьох доступних методів балансування навантаження. Залежно від конкретного випадку використання та вимог інші підходи до балансування навантаження, такі як балансувальники навантаження на основі сервера та контролери доставки додатків, можуть бути більш придатними. Завжди враховуйте унікальні потреби вашої інфраструктури та консультуйтеся з ІТ-фахівцями, щоб запровадити найкраще рішення для вашої організації.
