CN107071091A - 一种优化dns域名解析的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了优化DNS域名解析的实现方法，WEB服务器将HTTP请求所对应的客户端IP地址与UUID以第一日志文件的形式作保存；权威DNS将LDNS的IP地址与UUID以第二日志文件的形式作保存；采用数据分析工具分别对第一日志文件与第二日志文件作分析，通过合并运算形成第三数据框，并通过第三数据框对LDNS在响应用户在自浏览器发起WEB请求的过程中所形成的客户端IP地址的标准差数据，输出优化后的LDNS调度策略并发送至权威DNS。在本发明中，当用户的出口IP地址与LDNS不在同一地理位置时，可通过对LDNS的历史使用数据进行评价，从而为CDN服务器为客户端匹配到最合理的边缘节点服务器进行合理化调度提供了可靠参考，提高了CDN服务器对边缘节点服务器调度的效率与准确性。

Description

一种优化DNS域名解析的实现方法
技术领域
本发明涉及互联网域名解析技术领域，尤其涉及一种优化DNS域名解析的实现方法。
背景技术
域名是一串由点分割的名字，代表互联网上某一台或者某一组计算机的名称，形如：www.***.com。域名解析的作用就是将域名和IP(Internet Protocol)地址进行相互映射，使人不用去记住晦涩的IP地址(形如：64.233.189.101)，更方便快捷的访问互联网服务。
随着互联网技术的发展，大量的如图片、音乐、视频、文件下载等内容服务涌现，为给用户提供高可靠性和高性能的服务，CDN(Content Delivery Network)技术应运而生。内容服务商(通俗称网站)在使用CDN服务时，需要将本网站的域名在其域名托管商进行一次CNAME(如www.***.com CNAME到www.***.com.51cache.com)，这样CNAME后的域名请求便指向了CDN网络中的DNS服务器。该DNS服务器负责为原来的域名解析IP地址，其中IP地址是CDN网络的边缘节点的地址，这些边缘节点缓存了内容服务商的内容，从而用户可享受到高质量的服务。
用户在接入互联网时，本地ISP会自动分配一个LDNS。LDNS负责为用户递归解析域名，因此CDN网络中的DNS服务器利用LDNS所在的地理位置，将内容服务商的用户调度到与LDNS地理位置相近的CDN边缘节点。
标准LDNS首先从缓存中获取域名所对应的IP地址，如果缓存没有命中，然后会逐级发起递归查询，最终返回域名解析结果。然而一些较小的运营商可能只提供域名缓存服务，当访问的域名在缓存中没有命中时，将该查询请求转发给具备递归能力的服务器，然而该递归服务器的出口IP地址和网民所在的运营商可能不一致，这样就导致权威DNS为用户在匹配边缘节点服务器时出现误判。此种误判在CDN网络中的缺陷尤其明显，例如，会造成不同地域的边缘节点服务器中的部分边缘节点服务器出现服务拥塞而另一些边缘节点服务器出现低负荷工作的情况，从而造成网络资源的限制，且会造成用户体验的下降。
有鉴于此，有必要对现有技术中的DNS域名解析的实现方法予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于公开一种优化DNS域名解析的实现方法，用以解决用户的出口IP地址与LDNS不在同一地理位置时，CDN服务器无法为客户端匹配到最合理的边缘节点服务器的问题，用以提高CDN服务器的对边缘节点服务器调度的效率与调度准确性，提高用户体验，解决网络拥塞与网络资源无法均衡使用的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种优化DNS域名解析的实现方法，包括以下步骤：
S1、用户自浏览器发起向指定URL的网站的访问请求，浏览器向WEB服务器发起封装有UUID的WEB请求；
S2、LDNS向权威DNS发起递归查询请求，解析封装有UUID的URL；
S3、WEB服务器将HTTP请求所对应的客户端IP地址与UUID以第一日志文件的形式保存至持久化存储介质；
S4、权威DNS将LDNS的IP地址与UUID以第二日志文件的形式保存至持久化存储介质；
S5、采用数据分析工具分别对第一日志文件与第二日志文件中所包含的网民出口IP地址与LDNS地域分布进行分析，分别作格式化以形成第一数据框与第二数据框，并以UUID作为公有键对所述第一数据框与第二数据框进行合并运算以形成第三数据框，并通过第三数据框对LDNS在响应用户在自浏览器发起WEB请求的过程中所形成的客户端IP地址的标准差数据，以输出优化后的LDNS调度策略并发送至权威DNS，所述权威DNS根据优化后的LDNS调度策略为用户匹配出与用户所属地域距离最近的边缘节点服务器。
作为本发明的进一步改进，所述数据分析工具包括：pandas、MapReduce或者spark大数据分析平台。
作为本发明的进一步改进，所述LDNS调度策略以数据库的形式保存至权威DNS。
作为本发明的进一步改进，所述数据库包括MYSQL数据库或者ORACLE数据库。
作为本发明的进一步改进，所述第一日志文件与第二日志文件被配置为txt文件、log文件或者交互式列表。
作为本发明的进一步改进，所述持久化存储介质包括机械磁盘、固态硬盘、Ceph存储装置、NAS存储装置、SAN存储装置、NVDIMM***或者RAID。
作为本发明的进一步改进，所述标准差数据的阈值设为0.3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中，当用户的出口IP地址与LDNS不在同一地理位置时，可通过对LDNS的历史使用数据进行评价，从而为CDN服务器为客户端匹配到最合理的边缘节点服务器进行合理化调度提供了可靠的参考，从而提高了CDN服务器的对边缘节点服务器调度的效率与调度准确性，提高了用户体验，解决了网络拥塞与网络资源无法均衡使用的问题。
附图说明
图1为本发明一种优化DNS域名解析的实现方法在步骤S1中的时序图；
图2为本发明一种优化DNS域名解析的实现方法的流程图；
图3为经权威DNS转换所得到的第一数据框；
图4为经WEB服务器转换所得到的第二数据框；
图5为合并运算所形成的第三数据框；
图6为第三数据框对LDNS在响应用户自浏览器发起WEB请求的过程中分布相对集中的实例；
图7为第三数据框对LDNS在响应用户自浏览器发起WEB请求的过程中分布相对分散的实例。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
请参图1至图7所示出的本发明一种优化DNS域名解析的实现方法的一种具体实施方式。
在本实施方式中，该优化DNS域名解析的实现方法，包括以下步骤：
首先，执行步骤S1、用户自浏览器发起向指定URL的网站的访问请求，浏览器向WEB服务器发起封装有UUID的WEB请求。
此时，浏览器会在加载页面后动态生成一个唯一标识，即UUID。此时，通过浏览器向WEB服务器发起封装有UUID的WEB请求。具体的，封装有UUID的WEB请求的域名为：www.4651273791321.51cache.com，其中，该4651273791321是UUID。
具体的，结合图1所示，用户10在浏览器20输入想要访问的站点的URL，例如，www.51cache.com。浏览器20向WEB服务器30发起WEB请求。然后，WEB服务器30向浏览器20返回包含javascript脚本的html页面。Javascript脚本生成UUID，并重新向WEB服务器30发起封装有UUID的WEB请求。接下来，由WEB服务器30向浏览器20返回该用户使用的LDNS和出口IP地址，并最终通过浏览器20向用户10作展示，并具体为将WEB页面展示给用户。
接下来，执行步骤S2、LDNS向权威DNS发起递归查询请求，解析封装有UUID的URL。递归查询是一种DNS的查询模式，并适用于LDNS或者权威DNS。在递归查询的模式下DNS服务器接收到用户10发起的域名请求后，必须使用一个准确的查询结果回复用户10。如果DNS在本地没有存储待查询DNS信息，那么该服务器会询问其他服务器，并将返回的查询结果提交给用户10。
接下来，执行步骤S3、WEB服务器30将HTTP请求所对应的客户端IP地址与UUID以第一日志文件的形式保存至持久化存储介质。该所述持久化存储介质包括机械磁盘、固态硬盘、Ceph存储装置、NAS存储装置、SAN存储装置、NVDIMM***或者RAID，并优选为NAS存储装置。该第一日志文件被配置为txt文件、log文件或者交互式列表，并最优选为txt文件。txt文件具有存储空间占用较小，数据交互能力较强的优点，有利于节约网络资源。
接下来，执行步骤S4、权威DNS将LDNS的IP地址与UUID以第二日志文件的形式保存至持久化存储介质。同样的，该与第二日志文件也可被被配置为txt文件、log文件或者交互式列表，并同样优选为txt文件。
结合图4至图7所示，最后，执行S5、采用数据分析工具分别对第一日志文件与第二日志文件中所包含的网民出口IP地址与LDNS地域分布进行分析，分别作格式化以形成第一数据框(参图3所示)与第二数据框(参图4所示)，并以UUID作为公有键对所述第一数据框与第二数据框进行合并运算以形成第三数据框(参图5所示)，并通过第三数据框对LDNS在响应用户在自浏览器发起WEB请求的过程中所形成的客户端IP地址的标准差数据，以输出优化后的LDNS调度策略并发送至权威DNS，所述权威DNS根据优化后的LDNS调度策略为用户匹配出与用户所属地域距离最近的边缘节点服务器。其中，公有键是公有的列名。
在本实施方式中，该数据分析工具包括：pandas、MapReduce或者spark大数据分析平台。该LDNS调度策略以数据库的形式保存至权威DNS。进一步的，该数据库包括MYSQL数据库或者ORACLE数据库，并优选为MYSQL数据库。
借助用户10访问该站点时，WEB服务器30和权威DNS的所形成的第一日志文件与第二日志文件，利用Python的数据分析库pandas对用户10的出口IP地址和LDNS的地域(即响应用户10发起的对特定站点所提供HTTP响应服务器的LDNS所在的地理位置)进行分析；当然，在本实施方式中，也可用hadoop的MapReduce框架或者使用spark大数据分析平台分别对第一日志文件与第二日志文件中所包含的网民出口IP地址与LDNS地域分布进行分析。在本说明书中，术语“网名”与术语“用户”具有等同含义。pandas提供了能够快速便捷地处理结构化数据的数据结构和函数，如数据框(Dataframe)。在本实施方式中，所谓第一数据框、第二数据框与第三数据框都是一种表格型的数据结构，并被配置为具有计算功能的平台、装置或者终端所读取、存储与计算。
第三数据框以LDNS的IP地址为公有键的值作分组运算，以计算出每个LDNS的标准差。标准差能够准确反映出LDNS的来源离散情况。当离散值较高时，如果LDNS的地理位置与来源比较集中的地理位置不一致时，则说明CDN服务器为用户10的客户端所匹配到的边缘节点服务器不在同一个地理位置或者彼此的地理位置较远，这样就会导致LDNS对用户10的响应出现延迟与网络拥塞，从而为CDN服务器为客户端匹配到最合理的边缘节点服务器进行合理化调度提供了可靠的参考，提高了对LDNS进行调度的准确性和合理性。具体的，所述标准差数据的阈值设为0.3。
在本实施方式中，通过计算每个LDNS所对应的标准差，挖掘出那些来源比较集中且与LDNS所属地域不一致的那些LDNS。可生成优化的DNS调度策略供权威DNS使用，策略的数据组织形式为文件，如{LDNS：TEL-Shanghai-Shanghai；TO：CNC-Hangzhou-Zhejiang}，该策略表示将使用了上海电信的网民访问调度到杭州联通下的节点。其中，“TEL”代表“电信”，“CNC”代表“联通”。
参图6所示，对该第三数据框中样本个数占比求解标准差(标准差能够反映样本个数的分散情况)。如图6所示，北京联通的样本差为0.49，表示该样本相对集中，而且占比最多的样本与LDNS同属一个地域以及运营商网络，说明此LDNS对用户10的响应情况较优，因此不需要权威DNS为用户10重新调整LDNS。
参图7所示，同样，对该第三数据框中样本个数占比求解标准差，上海电信的样本标准差为0.36，表示该样本相对集中；而且占比最多的样本与LDNS不同属一个地域及运营商网络，说明此区域的LDNS对用户10作出响应的服务情况较差。由此可得，我们可以将来自上海电信的用户对指定URL的网站的访问请求所产生的流量调度到杭州联通的节点。
在实施过程中，不同地区可设定不同的标准差的阈值。当对第一日志文件与第二日志文件实时分析时，计算出的标准差超过该阈值时，触发调度***生成调度策略供权威DNS使用，从而提高了CDN服务器的对边缘节点服务器调度的效率与调度准确性，提高了用户体验，解决了网络拥塞与网络资源无法均衡使用的问题。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种优化DNS域名解析的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用户自浏览器发起向指定URL的网站的访问请求，浏览器向WEB服务器发起封装有UUID的WEB请求；
S2、LDNS向权威DNS发起递归查询请求，解析封装有UUID的URL；
S3、WEB服务器将HTTP请求所对应的客户端IP地址与UUID以第一日志文件的形式保存至持久化存储介质；
S4、权威DNS将LDNS的IP地址与UUID以第二日志文件的形式保存至持久化存储介质；
S5、采用数据分析工具分别对第一日志文件与第二日志文件中所包含的网民出口IP地址与LDNS地域分布进行分析，分别作格式化以形成第一数据框与第二数据框，并以UUID作为公有键对所述第一数据框与第二数据框进行合并运算以形成第三数据框，并通过第三数据框对LDNS在响应用户在自浏览器发起WEB请求的过程中所形成的客户端IP地址的标准差数据，以输出优化后的LDNS调度策略并发送至权威DNS，所述权威DNS根据优化后的LDNS调度策略为用户匹配出与用户所属地域距离最近的边缘节点服务器。
2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述数据分析工具包括：pandas、MapReduce或者spark大数据分析平台。
3.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述LDNS调度策略以数据库的形式保存至权威DNS。
4.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述数据库包括MYSQL数据库或者ORACLE数据库。
5.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述第一日志文件与第二日志文件被配置为txt文件、log文件或者交互式列表。
6.根据权利要求1或者5所述的实现方法，其特征在于，所述持久化存储介质包括机械磁盘、固态硬盘、Ceph存储装置、NAS存储装置、SAN存储装置、NVDIMM***或者RAID。
7.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述标准差数据的阈值设为0.3。
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