DNS 服務器
在現實世界中,當您進行閱覽新聞、在線下單、下載文件或觀看直播時,您需要通過訪問域名來訪問目標網站,例如 、 等。您只需記住這些網站的名稱,而非它們的 IP 地址通過 域名解析別名 進入服務器,因為與網站名稱相比,IP 地址是很難記住的。因此,您需要一個作為 DNS 服務器的網站/域名地址本。
DNS 在日常生活中非常重要。每個在線的人都需要訪問它,但同時,這對它來說也是一個非常大的挑戰。如果 DNS 服務器出現故障,整個 網絡都將關閉。
另外,上網的人分布在世界各地,如果每個人都去同一個地方訪問某個服務器,延遲會非常大。因此,DNS 服務器必須設置為高可用、高并發和分布式的。
因此,它應具有如下樹狀層次結構:
DNS 解析過程
為了提高 DNS 解析性能,許多網絡會根據位置部署 DNS 緩存服務器。DNS 解析過程如下:(這里以訪問 為例)
總結一下,我畫了下面這張圖:
DNS 負載均衡內部負載均衡
DNS 服務器首先進行內部負載均衡。比如,應用要訪問數據庫,應該在應用中配置數據庫的 IP 地址,還是應該配置數據庫的域名呢?
很明顯,應該配置域名通過 域名解析別名 進入服務器,因為一旦數據庫因為某種原因換到另一臺機器上,如果多個應用都配置了這個數據庫,一旦 IP 地址改變了,所有這些應用都需要重新修改。
但是,如果配置了域名,只要在 DNS 服務器中將域名映射到一個新的 IP 地址就完成了這項工作,如此大大簡化了運維工作。
在此基礎上,我們可以走得更遠。例如,如何在訪問它的多個應用程序之間進行負載均衡?只需將其配置為域名即可。在域名解析中,我們只需要配置策略,這次返回第一個 IP,下次返回第二個 IP,就可以實現負載均衡了。
全局負載均衡
為了保證我們的應用程序的高可用性,它們經常被部署在多個計算機數據中心,而每個地方都會有自己的 IP 地址。
當用戶訪問一個域名時,這個 IP 地址可以輪詢多個數據中心。如果某個數據中心由于某種原因宕機了,只要在 DNS 服務器中刪除該數據中心對應的 IP 地址即可。這樣就可以實現一定程度的高可用。
另外,我們肯定希望紐約的用戶訪問紐約的數據中心,西雅圖的用戶訪問西雅圖的數據中心,這樣客戶體驗會非常好,訪問速度會超級快。這就是全局負載均衡的概念。
我們來看看它是如何工作的,假設全國有多個地區,每個地區都有三個可用區域。
對于不需要全局負載均衡的簡單應用, 的權威 DNS 服務器可以直接將域名 解析為一個或多個 IP 地址,然后客戶端可以使用多個 IP 地址進行輪詢來實現簡單的負載均衡。
但是對于復雜的應用,尤其是跨區域、跨數據中心的大型應用,需要更復雜的全局負載均衡機制,這需要專門的設備或服務器來做這件事——全局負載均衡器(GSLB, Load )。
在 的 DNS 服務器中,一般通過配置 CNAME,給 起一個別名,如 ,然后告訴本地 DNS 服務器去請求 GSLB 來解析域名,GSLB 在解析這個域名的過程中,可以通過自己的策略來實現負載均衡。
圖中繪制了兩層 GSLB,分別為數據中心和區域。我們希望不同數據中心的客戶可以訪問同一數據中心的資源,以提高吞吐量并減少延遲。
結論
DNS 是網絡世界的通訊錄,可以通過域名搜索地址,因為域名服務器是按樹狀結構組織的,所以域名搜索采用遞歸的方式,通過緩存來提升性能。
在域名和 IP 的映射過程中,應用程序有機會進行基于域名的負載均衡,可以是簡單的負載均衡,也可以是基于地址、數據中心和區域的全局負載均衡。
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