CN101841575B

CN101841575B - 域名解析可用性评估方法、服务器和系统

Info

Publication number: CN101841575B
Application number: CN201010167830A
Authority: CN
Inventors: 李晓东; 毛伟; 王正; 金键
Original assignee: Computer Network Information Center of CAS
Current assignee: China Internet Network Information Center
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: CN101841575A

Abstract

本发明提供一种域名解析可用性评估方法、服务器和系统，该方法包括将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收本地递归服务器返回的查询报文，根据该查询报文中所包括的本地递归服务器获取的与域名对应的多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，其对应的第i层的节点为第i-1层的节点的子节点；根据第N层的每个权威服务器的失效概率计算第N-1层的每个节点的失效概率；并根据第j层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，N≥2，1≤i≤N-1，N-1≤j≤2，N、i和j为正整数；重复执行该步骤直至计算出第1层的节点的失效概率。

Description

域名解析可用性评估方法、服务器和系统

技术领域

本发明实施例涉及域名系统技术领域，尤其涉及一种域名解析可用性评估方法、服务器和系统。

背景技术

域名系统(Domain Name System；以下简称：DNS)是互联网基础设施提供的一项核心服务，其包括可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库。换言之，它是实现域名和网络可以识别的IP地址转换功能的软件系统。

网络上的DNS服务器从功能上可以分为两部分，即权威服务器和本地递归服务器。客户端将域名请求消息发送给本地递归服务器，本地递归服务器负责处理客户端发送的域名请求消息，并将从权威服务器中获取该域名对应的IP地址转发给客户端。其中，权威服务器负责管理和维护域名以及域名对应的IP地址等信息的映射关系，并形成一个分布式的数据库。

近年来，随着互联网应用的迅速发展和使用的普及，域名注册量和域名解析系统的访问量也越来越大，提供DNS解析服务的权威服务器也呈现出多样化的特征。为了有效的合理配置权威服务器，并提高域名解析的可用性和安全性，现有技术中通过评估域名解析的可用性来衡量域名解析的鲁棒性和抗毁性，该评估方法主要是通过权威服务器数量及分布所对应的威胁分值，并以这些威胁分值的累积之和作为最终的评估结果，并根据该评估结果再划定一定的可用性等级，再根据该可用性等级配置权威服务器，以提高域名解析的可用性和安全性。例如，该方法的实现如下表一和

表二所示：

表一

表二

但是，现有技术的威胁分值是单纯来自于经验值，即对于权威服务器的可用性和安全性只能定性分析，难以定量评估，从而无法有效的合理配置权威服务器，进而严重影响了域名解析的可用性和安全性。

发明内容

本发明实施例提供一种域名解析可用性评估方法、服务器和系统，用以解决现有技术中只能对权威服务器的可用性和安全性进行定性分析而严重影响域名解析的可用性和安全性的缺陷。

本发明实施例提供一种域名解析可用性评估方法，包括：

将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收所述本地递归服务器根据所述解析请求返回的查询报文，所述查询报文中包括所述本地递归服务器获取的与所述域名对应的多个权威服务器的IP地址；

根据所述多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，若N＝2，则所述权威服务器为第1层中的对应节点所属的权威服务器；若N＞2，则所述权威服务器对应的第N-1层的节点为所述权威服务器对应的第N-2层的节点；为正整数；

根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；

根据第N-1层的每个节点的失效概率计算第N-2层的每个节点的失效概率......重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

本发明实施例提供一种域名解析可用性评估服务器，包括：

查询和应答处理模块，用于将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收所述本地递归服务器根据所述解析请求返回的查询报文，所述查询报文中包括所述本地递归服务器获取与所述域名对应的多个权威服务器的IP地址；

分布统计模块，用于根据所述多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，若N＝2，则所述权威服务器为第1层中的对应节点所属的权威服务器；若N＞2，则所述权威服务器对应的第N-1层的节点为所述权威服务器对应的第N-2层的节点的子节点；N为正整数；

初始计算模块，用于根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；

可用性计算模块，根据第N-1层的每个节点的失效概率计算第N-2层的每个节点的失效概率......重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

本发明实施例提供一种域名解析可用性评估系统，包括客户端、本地递归服务器和上述所述的域名解析可用性评估服务器；

所述客户端，用于将携带有域名的解析请求发送给所述域名可用性评估服务器；

所述本地递归服务器，用于接收所述携带有域名的解析请求，并根据所述解析请求，查询获取所述域名对应的多个权威服务器的IP地址，并将所述多个权威服务器的IP地址携带在所述查询报文中，发送给所述域名解析可用性评估服务器。

本发明实施例的域名解析可用性评估方法、服务器和系统，通过将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收到的本地递归服务器返回的查询报文，该查询报文中包括本地递归服务器获取的与域名对应的多个权威服务器的IP地址；并根据这些IP地址的前缀，得到虚拟的N层，根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；并根据第j层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，然后重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率，从而对域名对应的多个权威服务器进行了定量的分析，进而能够有效的配置权威服务器，并提高了域名解析的可用性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的域名解析可用性评估方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种多个权威服务器的IP地址分层结构的示意图；

图3为本发明实施例二提供的域名解析可用性评估方法的流程示意图；

图4为域名www.sina.com.cn的权威服务器的IP地址的分层结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的域名解析可用性评估服务器的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的域名解析可用性评估系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的域名解析可用性评估方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤11、将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收本地递归服务器根据解析请求返回的查询报文，该查询报文中包括本地递归服务器获取与域名对应的多个权威服务器的IP地址；

步骤12、根据多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，该权威服务器对应的第i层的节点为该权威服务器对应的第i-1层的节点的子节点；N≥2，1≤i≤N-1，N 和i均为正整数；

在本实施例中，图2为本发明实施例二提供的一种多个权威服务器的IP地址分层结构的示意图。以IP地址的类型为IPv4为例，如图2所示，根据获取的域名对应的多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层。其中，第1层为虚拟顶层，包括第一节点；第2层为各个权威服务器所对应的/8前缀层的节点，包括第二节点和第三节点，其中第二节点和第三节点分别为第一节点的子节点；第3层为各个权威服务器所对应的/16前缀层对应的节点，包括第四节点和第五节点，其中第四节点为第二节点的子节点，第五节点为第三节点的子节点；第4层为各个权威服务器所对应的/24前缀层对应的节点，包括第六节点至第十节点，其中，第六节点至第八节点为第四节点的子节点，第九节点和第十节点为第五节点的子节点。第5层为各个权威服务器，其中，第六节点所属的权威服务器有第一权威服务器至第三权威服务器；第七节点所属的权威服务器有第四权威服务器；第八节点所属的权威服务器有第五权威服务器；第九节点所属的权威服务器有第六权威服务器和第七权威服务器；第十节点所属的权威服务器有第八权威服务器。值得注意的是，每个权威服务器中存储数据时完全一致的，该数据具体可以为域名对应的IP地址等信息。

步骤13、根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；

步骤14、根据第j层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，N-1≤j≤2，j为正整数；重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

具体的，该第1层的节点的失效概率为全域名对应的全部权威服务器同时失效的总失效概率。当计算得出的总失效概率越大，则说明该域名对应的权威服务器的可用性和安全性也越差，这样，通过该总失效概率，可以合理的对权威服务器进行配置，从而有效的提高了域名解析的可用性和安全性。

在本实施例中，通过将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收到的本地递归服务器返回的查询报文，该查询报文中包括本地递归服务器获取的与域名对应的多个权威服务器的IP地址；并根据这些IP地址的前缀，得到虚拟的N层，根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；并根据第j层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，然后重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率，从而对域名对应的多个权威服务器进行了定量的分析，进而能够有效的配置权威服务器，并提高了域名解析的可用性和安全性。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的域名解析可用性评估方法的流程示意图，如图3所示，在上述实施例一的基础上，该方法步骤13具体包括：

令第N层的每个权威服务器到第N-1层的节点的路径的失效概率为0，再根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率。

具体的，第N-1层的节点的失效概率的具体计算公式为：

p(第N-1层节点失效)＝p(第N层中权威服务器失效)ⁿ；

其中，p()表示为每层中各节点的失效概率函数；n为第N-1层节点在第N层中的权威服务器的数量；n＞＝1，n为正整数。

进一步的，在步骤14中计算出其他各层对应的权威服务器的节点的失效概率的实现方式为：

根据第j层的每个节点的失效概率和第j层的每个节点到第j-1层的每个节点的路径的失效概率，计算第j-1层的每个节点的失效概率；N-1≤j≤2，j为正整数；重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

具体的，根据上述原理，并以域名为www.sina.com.cn，它的权威服务器的IP地址分别为：ns1.sina.com.cn：202.106.184.166；ns2.sina.com.cn：61.172.201.254；ns3.sina.com.cn：202.108.44.55为例，详细介绍本发明的技术方案。图4为域名www.sina.com.cn的权威服务器的IP地址的分层结构示意图。如图4所示，第1层为虚拟顶层，包括节点1。第2层包括节点2和节点3；其中，节点2和节点3为节点1的子节点，节点2对应的IP地址前缀为61，节点3对应的IP地址前缀为202。第3层包括节点4、节点5和节点6；其中，节点4为节点2的子节点，节点5和节点6为节点3的子节点，节点4对应的IP地址前缀为61.172，节点5对应的IP地址前缀为202.106，节点6对应的IP地址前缀为202.108。第4层包括节点7、节点8和节点9；其中，节点7为节点4的子节点，节点8为节点5的子节点，节点9为节点6的子节点，节点7对应的IP地址前缀为61.172.201，节点8对应的IP地址前缀为202.106.184，节点9对应的IP地址前缀为202.108.44。第5层包括权威服务器1、权威服务器2和权威服务器3；其中，权威服务器1为节点7所属的权威服务器，权威服务器2为节点8所属的权威服务器，权威服务器3为节点9所述的权威服务器；权威服务器1对应的IP地址为61.172.201.254，权威服务器2对应的IP地址为202.106.184.166；权威服务器3对应的IP地址为202.108.44.55。

值得一提的是，在计算www.sina.com.cn的域名对应的全部权威服务器的失效概率前，需要先设定参数，具体的，设定单个权威服务器的失效概率，相邻各层之间父节点与子节点的路径的失效概率(其物理意义是不同网络前缀层次的路由器间的网络路径的失效概率)。值得注意的是，在本实施例中，单个服务器的失效概率以及相连各层之间父节点与子节点的路径的失效概率为经验值。更为具体的，在本实施例中，第4层节点实际表示一个C类子网，由于通常一个C类子网的边界路由器到子网内的权威服务器的路径失效概率很小，因此可以令第4层权威服务器到第5层节点的路径的失效概率为0。再据图4所示的IP地址的分层结构，计算www.sina.com.cn的域名对应的全部权威服务器的失效概率的过程为：首先根据第5层各个权威服务器的失效概率计算第4层每个节点的失效概率，则第4层每个节点的失效概率计算公式为：

p(节点7失效)＝p(权威服务器1失效)；

p(节点8失效)＝p(权威服务器2失效)；

p(节点9失效)＝p(权威服务器3失效)；

然后，根据第4层的节点的失效概率，计算第3层的节点的失效概率。其中，对于节点4的失效概率计算公式为：

p(节点4失效)＝p(节点7的服务不可用)＝p(节点7失效)×p(节点7至节点4的路径失效)+[1-p(节点7失效)]×p(节点7至节点4的路径失效)+p(节点7失效)×[1-p(节点7至节点4的路径失效)]；

类似的，计算p(节点5失效)和p(节点6失效)与计算p(节点4失效)原理相同，在此不再赘述。

再根据第3层的节点的失效概率，计算第2层的节点的失效概率。其中，对于节点2的失效概率计算公式为：

p(节点2失效)＝p(节点4的服务不可用)＝p(节点4失效)×p(节点4至节点2的路径失效)+[1-p(节点4失效)]×p(节点4至节点2的路径失效)+p(节点4失效)×[1-p(节点4至节点2的路径失效)]；

对于节点3的失效概率计算公式为：

p(节点3失效)＝p(节点5的服务不可用)×p(节点6的服务不可用)；

其中，p(节点5的服务不可用)＝p(节点5失效)×p(节点5至节点3的路径失效)+[1-p(节点5失效)]×p(节点5至节点3的路径失效)+p(节点5失效)×[1-p(节点5至节点3的路径失效)]；

类似的，计算p(节点6的服务不可用)与计算p(节点5的服务不可用)原理相同，在此不再赘述。

最后，根据第2层的节点的失效概率，计算第1层的失效概率，该第1层为虚拟顶层，其失效概率表示全部权威服务器全部失效的总失效概率；则总失效概率计算公式如下所示：

p(节点1)＝p(节点2的服务不可用)×p(节点3的服务不可用)；

其中，p(节点2的服务不可用)＝p(节点2失效)×p(节点2至节点1的路径失效)+[1-p(节点2失效)]×p(节点2至节点1的路径失效)+p(节点2失效)×[1-p(节点2至节点1的路径失效)]；

类似的，计算p(节点3的服务不可用)与计算p(节点2的服务不可用)原理相同，在此不再赘述。这样，通过计算得出的p(节点1)即为对域名www.sina.com.cn进行解析的全部权威服务器的全部失效的总失效概率。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的域名解析可用性评估服务器的结构示意图，如图5所示，该域名解析可用性评估服务器包括：查询和应答处理模块51、分布统计模块52、初始计算模块53和可用性计算模块54。其中，查询和应答处理模块51用于将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收本地递归服务器根据解析请求返回的查询报文，该查询报文中包括本地递归服务器获取与域名对应的多个权威服务器的IP地址；分布统计模块52用于根据多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，该权威服务器对应的第i层的节点为该权威服务器对应的第i-1层的节点的子节点；N≥2，1≤i≤N-1，N和i均为正整数；初始计算模块53，用于根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；可用性计算模块54用于根据第j层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，N-1≤j≤2，j为正整数；重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

在本实施例中，第1层的节点的失效概率为全部权威服务器同时失效的总失效概率。当计算得出的总失效概率越大，则说明该域名对应的权威服务器的可用性和安全性也越差，这样，通过该总失效概率，可以合理的对权威服务器进行配置，从而有效的提高了域名解析的可用性和安全性。

进一步的，该服务器的初始计算模块53具体用于令第N层的每个权威服务器到第N-1层的节点的路径的失效概率为0，再根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率。

具体的，第N-1层的节点的失效概率的具体计算公式为：

p(第N-1层节点失效)＝p(第N层中权威服务器失效)ⁿ；

其中，n为第N-1层节点在第N层中所属权威服务器的数量；n＞＝1，n为正整数。

更进一步的，可用性计算模块54具体用于根据第j层的每个节点的失效概率和第j层的每个节点到第j-1层的每个节点的路径的失效概率，计算第j-1层的每个节点的失效概率；N-1≤j≤2，j为正整数；重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

实施例四

图6为本发明实施例四提供的域名解析可用性评估系统，如图6所示，在上述实施例三的基础上，该系统包括：客户端61、本地递归服务器62和上述实施例三所述的域名解析可用性评估服务器63。其中，客户端61用于将携带有域名的解析请求发送给域名解析可用性评估服务器63；本地递归服务器62用于接收携带有域名的解析请求，并根据解析请求，查询获取域名对应的多个权威服务器的IP地址，并将多个权威服务器的IP地址携带在查询报文中，发送给域名解析可用性评估服务器63。

在本实施例中，通过将接收到的客户端发送的携带有域名的解析请求转发给本地递归服务器，并接收到的本地递归服务器返回的查询报文，该查询报文中包括本地递归服务器获取的与域名对应的多个权威服务器的IP地址；并根据这些IP地址的前缀，得到虚拟的N层，根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率；并根据第i层的每个节点的失效概率计算第j-1层的每个节点的失效概率，然后重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率，从而对域名对应的多个权威服务器进行了定量的分析，进而能够有效的配置权威服务器，并提高了域名解析的可用性和安全性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种域名解析可用性评估方法，其特征在于，包括：

根据所述多个权威服务器的IP地址的前缀，得到虚拟的N层，其中，第N层为所述多个权威服务器，第1层为虚拟顶层，针对一个权威服务器，若N＝2，则所述权威服务器为第1层中的对应节点所属的权威服务器；若N＞2，则所述权威服务器对应的第N-1层的节点为所述权威服务器对应的第N-2层的节点的子节点，依次类推，所述权威服务器对应的第2层的节点为所述权威服务器对应的第1层的节点的子节点；N为正整数；

根据第N-1层的每个节点的失效概率计算第N-2层的每个节点的失效概率，以此类推，重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

2.根据权利要求1所述的域名解析可用性评估方法，其特征在于，所述根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率，具体包括：

3.根据权利要求2所述的域名解析可用性评估方法，其特征在于，所述根据第N-1层的每个节点的失效概率计算第N-2层的每个节点的失效概率，以此类推，重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率，具体包括：

根据第N-1层的每个节点的失效概率和第N-1层的每个节点到第N-2层的每个节点的路径的失效概率，计算第N-2层的每个节点的失效概率，以此类推，重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

4.一种域名解析可用性评估服务器，其特征在于，包括：

可用性计算模块，根据第N-1层的每个节点的失效概率计算第N-2层的每个节点的失效概率，以此类推，重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

5.根据权利要求4所述的域名解析可用性评估服务器，其特征在于，所述初始计算模块具体用于令第N层的每个权威服务器到第N-1层的节点的路径的失效概率为0，再根据第N层的每个权威服务器的失效概率，计算第N-1层的每个节点的失效概率。

6.根据权利要求5所述的域名解析可用性评估服务器，其特征在于，所述可用性计算模块具体用于根据第N-1层的每个节点的失效概率和第N-1层的每个节点到第N-2层的每个节点的路径的失效概率，计算第N-2层的每个节点的失效概率，以此类推，重复执行该步骤，直至计算出第1层的节点的失效概率。

7.一种域名解析可用性评估系统，其特征在于，包括客户端、本地递归服务器和如权利要求4至6任一所述的域名解析可用性评估服务器；