校園雙出口DNS負載均衡的應用研究

1、年第期計算機系統(tǒng)應用校園雙出負載均衡的應用研究葛斫岳敏楠上海理工大學網(wǎng)絡管理中心上海摘要為了提高訪問速度和避免過多的國際流量費堋很多高校都實現(xiàn)了盯和雙鏈路接入但是外部網(wǎng)絡對于校內(nèi)服務器的訪問速度并沒有提高。本文介紹了負載均衡服務器的建立方法實現(xiàn)了根據(jù)用戶線路自動選擇訪問線路從而很大程度的提高了服務器的訪問速度。關鍵詞負載均衡引言網(wǎng)絡為教學和科研所作貢獻日益突出的今天各個高校都接入了教科網(wǎng)而教科網(wǎng)訪問盯中國公用骨干網(wǎng)存在兩個明顯的問題一是和接口存在帶寬瓶頸訪問站點速度較慢另一是免費地址列表數(shù)量較小。因此很多高校在接入的同時增加了盯的訪問線路。雙線路使得訪問外部資源更加通暢但是外部網(wǎng)絡訪問校園內(nèi)部

2、資源時不論身處何種網(wǎng)絡通常都是經(jīng)過盯來訪問這就一定程度上影響了訪問速度。而如果能根據(jù)用戶所使用的網(wǎng)絡不同來自動選擇對應的訪問線路就可以很大程度的提高訪問速度。我校就是使用雙解析來實現(xiàn)訪問線路的負載均衡。雙鏈路負載均衡的實現(xiàn)使用多個路由器分別接在不同的線路出口配置相應的策略可以實現(xiàn)訪問者自動選擇線路來訪問內(nèi)部資源但是配置起來比較煩瑣維護更新也比較麻煩。而使用負載均衡設備則是個更為有效的解決辦法主要思路就是根據(jù)訪問者的地址來自動選擇接入使用的線路。這里結(jié)合負載均衡設備以我校一個服務器的設置過程為例來分析整個應用的實現(xiàn)過程。我校一臺網(wǎng)站服務器域名為其在教育網(wǎng)有一個獨立地址另基金項目浙江省教育廳高?？?/p>

3、研計劃項目我校在申請線路時得到多個地址現(xiàn)使用其中一個做為該服務器的電信地址。傳統(tǒng)訪問時不論用戶使用什么網(wǎng)絡他們看到的我校的地址都是也就是都通過訪問。現(xiàn)在我們希望如果是的用戶訪問時看到的地址是也就是從接入如果是電信用戶看到的的地址是也就是從接入。整個系統(tǒng)是將策略和算法的應用結(jié)合在一起。其具體實現(xiàn)過程分為四個部分如圖。群證洲玉、圖負載均衡實現(xiàn)關系圖定義是提供服務的服務器的地址和端的集合。在進行服務器負載均衡功能實現(xiàn)時首先需要定義。在定義的同時需詈計算機系統(tǒng)應用年第期要指定后臺提供服務的服務器的地址和端口還可以個性化的指定每個能夠處理的并發(fā)連接數(shù)、對進行的健康檢查方式等。步驟本例。木服務器的真實地址

4、為服務端口為的最大連接數(shù)目使用協(xié)議。和分別為協(xié)議健康檢查的通過和失敗的次數(shù)。定義組是提供相同服務的的集合。同一臺服務器由于其可能同時提供多個服務可以同時屬于多個。在創(chuàng)建的同時就需要定義中的處理用戶訪問請求的方式且可以通過加權(quán)的方式來分擔不同比重的負載到相應的上。步驟”為負載均衡算法用來指定在同一組中的的工作方式。包括等等。步驟定義將加入到中。為權(quán)重。為值。本例?！痹捉⒁粋€組名字為采用算法。母將服務器加入到組里。定義步驟毒本例。宰建立一個策略并將其服務和組綁定。其中用來定義和之間的關系用來定義和之間的關系。通過、和、的應用就方便的實現(xiàn)了服務器負載均衡功能。定義對內(nèi)對外解析地址步驟域名對內(nèi)解析地

5、址本例。步驟域名對外解析地址。水域名解析算法為隆?。木對電信站點解析算法為。母電信站點解析成。幸對教育站點解析算法為盯。宰教育站點解析成。校內(nèi)的實現(xiàn)負載均衡的實現(xiàn)需要校內(nèi)的支持我校使用的是正向解析的文件中相關部分的設置如下棗為域名解析服務器。奉為負載均衡服務器。術不走雙向線路的服務器的紀錄設置方法。牛為負載均衡服務器。幸進行接入路徑選擇的服務器。就是說不進行路徑選擇的就不用在負載均衡服務器上設置只需要在服務器中做普通的設置就可以了。而進行路徑選擇的服務器在正向解析文件中也只需要一條語句其作用是將解析交給上一級的來做解析。而則根據(jù)算法給出合適的路徑選擇。在客戶端進行解析測試實現(xiàn)效果。年第期計算機

6、系統(tǒng)應用圖從訪問的結(jié)果圖從訪問的結(jié)果比較圖和圖得知使用時訪問的主頁地址為而使用訪問主頁時訪問的地址為這樣就實現(xiàn)了根據(jù)用戶使用的網(wǎng)絡自動選擇訪問線路從而很大程度的提高了訪問速度。提高性能與安全防護為了提高內(nèi)部服務器的解析性能?？梢圆捎迷诜掌髑霸黾右粋€緩存服務器的方法來進一步提升的效率。因為高校的訪問者相對比較固定訪問的站點多是重復訪問這樣通過緩存服務器來實現(xiàn)本地查詢就避免遞歸查詢的時間也大大減輕了服務器的負載。其實現(xiàn)方法有多種比較常用的一種方法是是直接安裝然后編輯配置文件不需要建立域正向解析部分修改為如下形式?！币部梢允褂闷渌_源軟件和擔。都可以幫助實現(xiàn)的緩存功能。另外對于服務器本身的安全可以

7、使用防火墻來過濾非法訪問。如果網(wǎng)絡入口處有防火墻可以建立規(guī)則只允許訪問服務器的端口。如果沒有可以使用自帶的防火強來保護服務器通過如下規(guī)則來實現(xiàn)保護。一一?編輯后需要保存修改。重啟動后可以安裝來查詢服務器的狀態(tài)”包括查詢的目的服務器的地址表查詢的項級域名二級域名等。比如可以列出所有排名前的請求查詢的客戶的地址這樣就可以做到心中有數(shù)。防止有人濫用服務同時可以通過安裝流量統(tǒng)計軟件來觀察服務器的流量情況以便在第一時間發(fā)現(xiàn)攻擊等問題。小結(jié)通過判斷訪問者的訪問線路在負載均衡服務器上實現(xiàn)線路自動選擇結(jié)合內(nèi)部的解析很好的解決了高校普遍存在的外部訪問內(nèi)部資源速度慢的問題。這里只給出了網(wǎng)站的訪問示例還可以進一步應

8、用于其他服務如、視頻等。本文最后給出了內(nèi)部服務器的安全維護和日常管理的一些意見希望可以幫助管理員更好的掌控您的服務器。參考文獻韓鈺侯晶凈策略路由與動態(tài)技術在校園網(wǎng)中的應用研究教育信息化。?”實踐經(jīng)驗校園雙出口dns負載均衡的應用研究作者葛昕 岳敏楠作者單位上海理工大學網(wǎng)絡管理中心上海200093刊名計算機系統(tǒng)應用英文刊名computer systems amp applications年卷期2008179被引用次數(shù)3次 1.韓鈺.侯晶凈 策略路由與動態(tài)dns技術在校園網(wǎng)中的應用研究期刊論文-教育信息化 2006072.howto setup a dns server with djbdns3.

9、dnsidp:stay on top of your dns traffic4.tobi oetikers mrtg-the muhi router traffic grapher 1.期刊論文 張慰.zhang wei dns鏈路負載均衡在雙鏈路校園網(wǎng)中的應用 -電腦知識與技術2009521 針對cernet和chinanet之間存在帶寬瓶頸導致chinanet用戶對校園網(wǎng)服務器訪問速度慢的問題提出dns鏈路負載均衡的解決方案并結(jié)合負載均衡設備array tmx的部署實例分析了dns鏈路負載均衡技術在雙鏈路校園網(wǎng)中的實現(xiàn)過程最后給出測試結(jié)果.2.期刊論文 周亮.zhou liang 電信行業(yè)

10、智能dns實現(xiàn)負載均衡 -價值工程20102916 目前互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展單服務器的架構(gòu)已無法滿足急速增長的應用負載要求而常用的負載均衡設備存在很多問題和缺陷在流量激增與ddos攻擊中成為了新的網(wǎng)絡瓶頸這經(jīng)常導致服務器無法正常地響應.所以針對以上情況推薦通過對傳統(tǒng)dns負載均衡進行功能擴展使用動態(tài)智能dns來做負載均衡其優(yōu)點是克服了傳統(tǒng)dns無法智能判斷服務器狀態(tài)的缺陷從而可以達到各種昂貴dns設備類似的功能并且由于無需鏈路中增加多余的節(jié)點從而避免了多余的瓶頸與故障點出現(xiàn).本文表述了智能dns負載均衡技術的原理、優(yōu)點、以及實現(xiàn)負載均衡所涉及的關鍵技術.3.學位論文 平立 基于dns的應用服務器負載

11、均衡策略的研究和實現(xiàn) 2005 隨著web服務器集群越來越多的被internet服務供應商采用應用服務器集群的負載均衡逐漸成為分布式應用研究的熱點。負載均衡在不同的需求和環(huán)境中有不同的應用形式其中基于dns的負載均衡以其簡單可行的優(yōu)點被廣泛應用于大型網(wǎng)站。不過目前基于dns的負載均衡普遍使用靜態(tài)調(diào)度算法在資源利用率、可靠性、可擴展性方面存在許多問題這些問題影響了網(wǎng)站的服務質(zhì)量。因此改進負載均衡算法提高應用服務器的服務效率就是一個值得研究的課題。 本文的主要工作有 1.針對dns負載均衡中存在的缺點結(jié)合負載均衡器群的節(jié)點負載處理方法和域名系統(tǒng)的動態(tài)更新機制提出一種基于dns的動態(tài)線性負載均衡策略

12、。該策略以web服務為特定應用找出服務器節(jié)點上會受到這種應用影響的負載參數(shù)用線性規(guī)劃的思想將這些負載參數(shù)進行線性計算得出反映服務器節(jié)點負載狀態(tài)的負載值。根據(jù)各個服務器節(jié)點負載值的大小選擇一個負載最輕的作為承擔任務的服務器。 2.在對dns負載均衡策略進行理論性探討的基礎上設計了仿真實驗來證明這種策略的優(yōu)越性。仿真實驗模仿真實dns服務器的域名解析功能加入負載信息維護子模塊和調(diào)度子模塊使得模擬的dns服務器具備動態(tài)負載均衡的功能。此外仿真實驗設計了可以改變請求強度的客戶端程序用來測試應用服務器在不同強度下的性能。測試實驗以靜態(tài)輪詢算法作對比根據(jù)統(tǒng)計的實驗數(shù)據(jù)證明在平均服務時間上動態(tài)線性算法優(yōu)于靜

13、態(tài)輪詢算法。測試實驗的另一個部分對動態(tài)線性算法本身進行性能測試通過更改不同的負載權(quán)重找出最能影響應用服務器性能的負載參數(shù)。4.期刊論文 黃震.huang zhen 高考網(wǎng)上信息采集中l(wèi)inux平臺下dns負載均衡技術淺析 -阜陽師范學院學報自然科學版2009261 簡要介紹了負載均衡的概念及常用實現(xiàn)手段結(jié)合網(wǎng)上報名工作實際詳細闡述了在linux平臺下利用bind9軟件包實現(xiàn)主、輔dns的配置方法以及利用dns實現(xiàn)負載均衡的方法通過實際測試各服務器負載證明采用此dns方式進行負載均衡能夠取得較為理想的效果.5.期刊論文 平立.沈軍.ping li.shen jun 異構(gòu)分布式環(huán)境下dns動態(tài)負載

14、均衡?脫芯?-計算機應用與軟件20062311 dns負載均衡是服務器群集負載均衡策略的典型應用方案之一.本文分析了目前dns負載均衡的現(xiàn)狀和異構(gòu)分布式系統(tǒng)的特征提出一種自適應生存期的動態(tài)調(diào)度負載均衡模型并且描述了該模型的實現(xiàn)策略.6.學位論文 金鍵 ipv6 root dns高性能系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 2004 ipv6是下一代網(wǎng)絡的基礎協(xié)議.隨著ipv4地址的枯竭人們開始考慮部署ipv6.而且互聯(lián)網(wǎng)上的主機和網(wǎng)絡帶寬也一直持續(xù)快速的增長網(wǎng)絡應用日趨復雜和多樣化這就對網(wǎng)絡上的服務提出了更高的要求和挑戰(zhàn).除了升級服務器的硬件配置以外負載均衡技術被普遍用來確保服務性能.作為網(wǎng)絡上最為重要的基礎服務-d

15、nsdomain name system尤其是根dns的性能和可用性將是影響網(wǎng)絡正常運行的關鍵因素之一.為了確保ipv6網(wǎng)絡上的根dns服務器的性能和可用性該文設計并實現(xiàn)了一個高性能的ipv6 dns系統(tǒng)hp-dns6high performance dns v6.它是基于linux和bind服務器軟件的一個原型系統(tǒng)并且是一個完全的ipv6平臺.hp-dns6借助于linux的網(wǎng)絡協(xié)議棧實現(xiàn)參考了著名的ipv4 linux開源項目linux virtuals將多臺真實的dns服務器虛擬為在某一個ipv6單播地址上提供服務的虛擬服務器

16、.這種虛擬服務器對訪問dns的用戶來說就是一臺可用的dns服務器但是其性能卻是構(gòu)成虛擬服務器的所有dns服務器的總和.hp-dns6使用負載均衡技術實現(xiàn)了對dns服務器訪問流量的均衡分配.同時通過負載均衡服務器的雙機熱備份和對后臺服務器的服務進行健康檢查實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的高可用性.hp-dns6不會因為虛擬服務器機群中的任何一臺服務器故障而造成對用戶的服務不可用.hp-dns6也考慮了這個虛擬機群中的文件系統(tǒng)一致性問題確保用戶對這樣的dns系統(tǒng)訪問結(jié)果的同一性.通過測試發(fā)現(xiàn)使用普通的pc機構(gòu)成的hp-dns6虛擬服務器系統(tǒng)響應能力同單臺服務器相比有極大幅度的提升.同時任何單點故障hp-dns6都

17、可以自動屏蔽到達了設計目的和要求為真正運行根ipv6 root dns服務器做好了準備.目前由hp-dns6配置的一個虛擬服務器機群部署在cnnic機房通過ipv6over ipv4的隧道連接到cnnic的ipv6網(wǎng)絡可以對外提供支持ipv6的解析服務.7.期刊論文 李文正.li wen-zheng 基于智能dns的網(wǎng)絡負載均衡的研究 -北京工商大學學報自然科學版2008263 在分析傳統(tǒng)網(wǎng)絡負載均衡技術的基礎上研究了基于intellidns負載均衡的策略提出了基于intellidns的不同地域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡與服務器負載均衡的實現(xiàn)方法并給出了實驗結(jié)果研究結(jié)果表明:本文提出的基于intellidns和

18、cacfie相結(jié)合的方法實現(xiàn)服務器負載均衡是有效的.8.期刊論文 鞠洪堯.ju hong-yao 基于rr-dns和mask sort的負載均衡策略實現(xiàn) -計算機工程與設計2009303 負載均衡技術是提高應用服務器承載能力和效率關鍵技術通過對dns輪序排程和網(wǎng)絡掩碼排序技術原理的深入研究將兩種技術進行了有效結(jié)合給出了解決網(wǎng)絡負載均衡問題的具體方法該方法詳細介紹了dns輪序排程和網(wǎng)絡掩碼排序的實現(xiàn)過程及windows server 2003環(huán)境下的配置與測試步驟系統(tǒng)測試結(jié)果表明該方法實現(xiàn)了用戶訪問負載在各應用服務器間的有效均衡提高了訪問的響應速度且系統(tǒng)工作穩(wěn)定、易于實現(xiàn).9.學位論文 許海玲 一種dns海量數(shù)據(jù)負載均衡系統(tǒng)的設計和實現(xiàn) 2008 近年來隨著internet的迅猛發(fā)展計算機互聯(lián)網(wǎng)絡已經(jīng)成為越來越多網(wǎng)民生活中不可或缺的一部分。目前互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模特別是中國互聯(lián)網(wǎng)仍然在不斷膨脹多種網(wǎng)絡應用和網(wǎng)絡資源使這個網(wǎng)絡變得越來越復雜。dnsdomain name system域名系統(tǒng)作為互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎設施支持了絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)應用的順利運轉(zhuǎn)從根本上保障了互聯(lián)網(wǎng)上各主機之間的互聯(lián)互通