利用dns解析来实现网站的负载均衡

当网站的访问量大了就会考虑负载均衡,这也是每一个架构师的基本功了,其基本地位就相当于相声里的说学逗唱,活好不好就看这个了 :)

传统的负载均衡思路是单点的,不管你是硬件的还是软件的基本都是这样的原理

对于一般的需求来说,这样的架构基本就可以解决问题了。而且维护起来也相对简单。嗯,大多数公司也都是这么干的。

传统思路的局限性

就如同上图所示,传统思路也存在非常明显的局限性。也就是网站的响应速度很大程度上局限于负载均衡节点的能力,而且一旦负载均衡节点本身挂掉的话,整个网站就完全瘫痪了。后端的服务可以水平扩展,但是对于单个节点来说就算你再增大机器的配置也是有极限的,而且这也不符合互联网技术的发展规律。

CDN是怎么做的

作为互联网上承载大部分流量的一大基础设施,CDN对负载分流的解决思路很具有启发性

从上图可以看到,用户的访问被分流了,所有的请求不再是聚集到一个节点上,而是被分担在了各个合适的节点上,这样即使存在单点故障,也仅仅只会影响到一部分用户,况且我们还可以使用其他手段做故障转移。

同样的做法也可以借鉴到传统的BS架构中,我们也可以把用户的请求直接分流到不同的服务器上,而不必经过一个统一的节点中转。这个分流是通过什么做到的呢?答案就是 DNS!

你知道DNS是怎么工作的吗?

大部分人可能天天都用着DNS却不知道它的基本原理,你可能知道我们访问互联网需要查询dns服务器,就是下面的这个玩意

我们只需要问它域名所对应的ip地址就行了。但事情真的这么简单吗?它是怎么知道这个域名所对应的ip地址呢?

其实dns系统是一个典型的树状架构,上图所示的dns服务器其实应该叫dns缓存查询服务器,它是为了减轻互联网上dns查询的负载所设计的。如果你的请求没有命中缓存,那么这个缓存服务器就会自己进行一次标准查询,然后再把结果缓存起来,简单来说就是从根服务器开始一级一级的问。我们以前经常谈到根服务器的重要性其实就体现在这里了,它保留了对所有域名的起始解释权

神奇的解释权机制(SOA)

上面讲到根服务器拥有一切域名的起始解释权,但是如果你去问根服务器它是不会直接告诉你最终答案的。因为如果它要存储所有的记录,那它也太累了,这个负载和开销是惊人的。那它会告诉你什么呢?它会告诉你应该去问谁,也就是它授权下一级服务器来解答你的问题。拟人化这个过程

  1. 我: root, root 告诉我, segmentfault.com 怎么走?
  2. root: 呵呵,你可以去问.com的dns服务器,地址是xxxxxx
  3. 我: .com, .com 告诉我,segmentfault.com 怎么走?
  4. .com: 呵呵,你可以去问segmentfault.com的dns服务器(dnspod之类的),地址是xxxxxx
  5. 我: dnspod, dnspod 告诉我,segmentfault.com 怎么走?
  6. dnspod: 拿着 xxxxxx,走你

DNS负载均衡的基本原理

了解了上述过程,我们得到两个基本结论

  1. dns系统本身是一个分布式的网络,它是相对可靠的,起码比你网站本身可靠的多
  2. dns的最终解释是可以受我们自己控制的

有了这两条结论,剩下的事情就简单了,我们只需要在最终解释的查询结果上做文章就可以了。简单来说,就是将你的所有服务器地址,按照自己需求制定的频次,返回给用户。

以github.com为例,我们首先获取它的SOA服务器(因为dns缓存查询服务器会缓存结果,如果你直接去查询域名,会每次返回一样的结果),.com的dns域名服务器也是13台,它们是[a-m].gtld-servers.net,我们随便选一台来找找github.com的SOA

OK,我们获取了四个SOA服务器ns[1-4].p16.dynect.net,再随便选一个来问问github.com对应的记录吧,顺便试几次看看最终的ip地址会不会变化

我们这里查询了两次,注意ANSWER SECTION部分返回了两个结果,一次是192.30.252.129,一次是192.30.252.128。

这就是利用dns实现了负载均衡,你的最终访问会到达不同的ip地址。

有哪些DNS服务商支持负载均衡呢?

这是一种比较高级的服务,一般域名注册商的dns服务器不会支持,目前我已知支持它的服务商有

  1. AWS Route 53
  2. NSONE
  3. Dyn
  4. dnspod

其中1和4是我们已经在使用的,效果比较理想。

总结

其实DNS可以玩的花样远不止这些,还可以做故障转移,也可以按地区解析等等。域名从互联网诞生之初就开始存在了,但是对它的研究以及衍生出来的使用方法才刚刚开始发掘,随着大家对互联网利用的提升,这类技术肯定会越来越多。

优秀到卓越
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