CN102316172A

CN102316172A - 一种dns解析方法、系统和sag设备

Info

Publication number: CN102316172A
Application number: CN2010102187298A
Authority: CN
Inventors: 王爱俊; 杨锋; 李凯; 周开宇; 王茜; 陈运清; 赵慧玲; 冯明
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: CN102316172B

Abstract

本发明公开一种DNS解析方法、系统和SAG设备。该方法包括：DNS服务器获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和所述应用服务器的IP地址列表发送给SAG设备；SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对应用服务器的IP地址列表进行排序，将最优的应用服务器的IP地址返回DNS服务器；DNS服务器将最优的应用服务器的IP地址返回客户。本发明的技术方案利用网络拓扑信息和动态信息，有针对性地提升DNS解析的精度，从而优化Client/Server间的流量；利用统一的策略，对部署在网间、网内的服务器进行择优选择，不需要对运营商网内的路由器进行特殊配置，有利于后续配置和维护。

Description

一种DNS解析方法、系统和SAG设备

技术领域

本发明涉及DNS(Domain Name System，域名系统)技术，尤其涉及一种DNS解析方法、系统和SAG(Service Access Gateway，业务访问网关)设备。

背景技术

现有网络中DNS的查询解析过程中，如果一个应用有多个应用服务器，且每个应用服务器有不同的IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址，则系统一般会按照轮循或者随机的方式来选择一个应用服务器的IP地址，返回给DNS客户端，该客户端随后就以这个地址为目标地址来进行相关应用的访问。

这样的处理方式的一个问题是，返回的应用服务器地址没有考虑客户端所在的位置。这样，给一个客户端返回的地址有可能是离其很远的应用服务器IP地址，而不是部署在周围的具有同样内容的应用服务器。从而造成流量的长距离无效传送和应用体验的下降。如果这些应用服务器同时部署在不同的运营商内，而运营商之间的互联互通链路质量又不能得到及时改善的情况下，这种不考虑终端用户所在位置的现有DNS反馈机制明显会造成流量传送的低效率。

现有技术中的一种解决方案是，对同一网内多台应用服务器的优选，通过在IP承载网内部署Anycast来解决，也就是这些应用服务器除了配置原有的IP地址之外，还需要配置一个共有的虚拟IP地址，把这个虚拟IP地址在不同地点进行广播，客户端的DNS查询请求会直接根据路由协议，被路由到离其最近的应用服务器，从而实现应用服务器的就近访问。本方案实现起来相对简单些，但需要运营商在路由器上为每组这样的应用服务器进行特别的配置，在运营商网内大量进行如此特殊的部署，无疑会增加运营商网络控制、调整的复杂度。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种DNS解析方法和系统，可以优化网络流量，提高IP网络利用效率。

本发明提供一种DNS解析方法，包括：

DNS服务器获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和所述应用服务器的IP地址列表发送给SAG设备；

SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对应用服务器的IP地址列表进行排序，将最优的应用服务器的IP地址返回所述DNS服务器；

DNS服务器将所述最优的应用服务器的IP地址返回客户。

根据本发明的方法的一个实施例，SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对所述应用服务器的IP地址列表进行排序的步骤包括：

SAG设备根据所述客户与应用服务器的临近关系、所述应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对所述应用服务器的IP地址列表进行排序。

根据本发明的方法的一个实施例，所述SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对所述应用服务器的IP地址列表进行排序的步骤包括：

所述SAG设备根据所述客户与应用服务器的临近关系对所述应用服务器的IP地址列表进行排序；

对于排序后的应用服务器，依次判断所述应用服务器的负载状态以及所述应用服务器到所述客户的端到端链路的拥塞状态，从而确定链路轻载且负载较轻的最近应用服务器。

根据本发明的方法的一个实施例，该DNS解析方法还包括步骤：

根据流量控制策略从排序后的所述应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址。

根据本发明的方法的一个实施例，SAG设备从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

本发明提供的DNS解析方法，SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对应用服务器的IP地址列表进行排序，返回最优的应用服务器的IP地址，有针对性地提升DNS解析的精度，从而优化客户端/服务器间的流量，提高了IP网络利用效率。

本发明还提供一种应用于DNS解析的SAG设备，包括：

地址列表接收模块，用于接收客户IP地址和应用服务器的IP地址列表；

最优地址选择模块，用于根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对接收的所述应用服务器的IP地址列表进行排序，确定最优的应用服务器的IP地址；

最优地址发送模块，用于返回所述最优地址选择模块确定的最优的应用服务器的IP地址。

根据本发明的SAG设备的一个实施例，最优地址选择模块，用于根据所述客户与应用服务器的临近关系、所述应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对所述应用服务器的IP地址列表进行排序，确定最优的应用服务器的IP地址。

根据本发明的SAG设备的一个实施例，SAG设备还包括状态获取模块，用于从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

根据本发明的SAG设备的一个实施例，最优地址选择模块根据所述客户与应用服务器的临近关系对所述应用服务器的IP地址列表进行排序；对于排序后的应用服务器，依次判断所述应用服务器的负载状态以及所述应用服务器到所述客户的端到端链路的拥塞状态，从而确定链路轻载且负载较轻的最近应用服务器。

根据本发明的SAG设备的一个实施例，最优地址选择模块还用于根据流量控制策略从排序后的所述应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址。

本发明还提供一种DNS解析系统，包括上述的SAG设备和DNS服务器；其中，所述DNS服务器，用于获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和所述应用服务器的IP地址列表发送给所述SAG设备；从所述SAG设备接收最优的应用服务器的IP地址，将所述最优的应用服务器的IP地址返回客户。

本发明提供的DNS解析系统，SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对应用服务器的IP地址列表进行排序，返回最优的应用服务器的IP地址，有针对性地提升DNS解析的精度，从而优化客户端/服务器间的流量，提高了IP网络利用效率。

附图说明

图1示出本发明的DNS解析方法的一个实施例的流程图；

图2示出本发明的DNS解析系统的一个实施例的结构图；

图3示出本发明的DNS解析方法的另一个实施例的流程图；

图4示出本发明的DNS解析系统的另一个实施例的结构图；

图5示出本发明的SAG设备的一个实施例的框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

图1示出本发明的DNS解析方法的一个实施例的流程图。

如图1所示，在步骤102，DNS服务器获得应用服务器的IP地址列表，将客户的IP地址和应用服务器的IP地址列表发送给SAG设备。

在步骤104，SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对应用服务器的IP地址列表进行排序，将最优的应用服务器的IP地址返回DNS服务器。IP网络的拓扑信息例如包括网络中设备之间的临近关系，负载信息例如包括服务器的负载状态，网络中链路的拥塞状态等。可以将最优的应用服务器的IP地址返回DNS服务器，也可以将排序后的应用服务器的IP地址列表返回DNS服务器。

在步骤106，DNS服务器将最优的应用服务器的IP地址返回客户端。

在该实施例中，SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对应用服务器的IP地址列表进行排序，返回最优的应用服务器的IP地址，有针对性地提升DNS解析的精度，从而优化客户端/服务器(Client/Server)间的流量，提升客户端访问服务器的体验。

图2示出本发明的DNS解析系统的一个实施例的结构图。如图2所示，该系统包括DNS服务器(DNS Server)21和SAG服务器22，网络内还包括客户端24和(多台)应用服务器23。

假设某一应用在域内(或域间)部署有多台应用服务器(Application Server，AS)23，各应用服务器23上的内容经过相应的同步机制保持一致。假设一个客户端24欲通过该对应的URL来访问该应用。通常，该客户端24会首先去查询其默认的DNS服务器21(信令①)，以获得URL对应的应用服务器23的IP地址。正常情况下，若该DNS服务器21的缓冲中无URL对应的IP地址记录，其需要通过根路由器(Root Name Server)，从上至下来逐步查询负责解析该URL的DNS服务器，直到将最后的URL解析结果或者当前缓冲的URL解析结果，即IP地址返回给客户端24，然后由客户端24来向指定的应用服务器23发起连接请求。在本实施例中，在该DNS服务器21在获得提供该应用服务的所有应用服务器的IP地址列表之后，该DNS服务器21构造一个含有客户端IP地址和能提供服务的所有应用服务器的IP地址列表的请求包，并将该请求包发给SAG设备22(信令②)，由该SAG设备22根据相应的规则进行判断，对这些应用服务器23的IP地址进行优选排序。例如，SAG设备22对应用服务器23进行优选排序的主要考虑因素包括：该应用服务器23与客户端24的临近程度，该应用服务器23当前的负载状态，该应用服务器23与客户端24之间链路的拥塞状态，运营商自身对Client/Server类型流量的控制策略等。SAG设备22可以根据应用服务器23定期给SAG设备22上报的信息(信令◎)获得应用服务器23的负载状态。SAG设备22在基于上述因素考虑的条件下，优选出一个应用服务器的IP地址，将解析结果返回给DNS服务器21(信令③)，由DNS服务器21将最终的解析结果返回给客户端24(信令④)，然后由客户端24向应用服务器23发起连接，进行正常的数据通信(信令⑤)。

通过本发明的上述流程，最终客户得到的是一个以其为中心的优选的应用服务器，客户与应用服务器之间的通信可实现流量路径最短，或者应用服务器响应最快，或者端到端链路时延最小的结果，达到流量优化、应用优化的目的，避免了普通DNS简单轮循机制造成的流量随机分布。

图3示出本发明的DNS解析方法的另一个实施例的流程图。

如图3所示，在步骤302，DNS服务器获得应用的服务器列表，向SAG设备发送含有客户IP地址和应用服务器列表IP地址的数据包。

在步骤304，SAG设备根据应用服务器和客户端的临近程度对列表中的应用服务器IP地址进行排序。

在步骤306，将排在最前面的应用服务器作为当前应用服务器。

在步骤308，SAG设备判断当前应用服务器是否处于重载状态？如果是，则将下一个应用服务器作为当前应用服务器，继续执行步骤308；如果否，执行步骤310。

在步骤310，SAG设备判断当前应用服务器与客户端之间的链路是否拥塞？如果是，则将下一个应用服务器作为当前应用服务器，继续执行步骤308；如果否，执行步骤312。

在步骤312，将当前应用服务器确定为最优的应用服务器IP地址，返回DNS服务器。

在步骤314，DNS服务器将最优的应用服务器IP地址发给客户端。

根据本发明的一个实施例，SAG设备还根据流量控制策略从排序后的应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址，其中，SAG设备优选应用服务器IP地址的过程详细描述如下：

(1)首先SAG设备对客户与应用服务器间的距离进行排序，选择最近的一个服务器。

(2)根据应用服务器定期给该SAG设备上报的信息，判断该应用服务器是否处于重载状态，如是，则选择下一个不重载的最近的服务器，如不是，则进入步骤(3)。

(3)SAG设备根据网络负载状态判断客户端与所选服务器间的链路是否拥塞，若客户端与所选服务器间的链路利用率超过阀值，则判断其处于拥塞状态，则再选其它链路不重载的最近服务器，直到找到链路轻载且负载较轻的最近服务器。

(4)判断运营商是否有针对该类客户特殊的流量控制策略(如要求A省的客户端访问某个应用要用B省的应用服务器，则可在此处直接将位于B省的应用服务器IP地址返回给A省客户端)，如果有，则直接按策略从列表中选择合适的应用服务器，如果没有，则选择步骤(3)得到的应用服务器，将其IP地址返回给DNS服务器。

上述步骤(2)、(3)中，若没有满足条件的应用服务器，则直接选择前面步骤得到的应用服务器进行后续的判断。如步骤(2)中，若所有应用服务器都重载，则直接对步骤(1)中得到的应用服务器进行步骤(3)的判断。

如果步骤(4)的选择结果优先于前面几个步骤，也可考虑首先判断该步骤。

根据本发明的一个实施例，SAG设备从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。在运营商网络中部署SAG设备，在DNS Server与SAG设备间开发一简单的Query/Response控制信令，SAG设备需动态侦听某个UDP端口，以接收服务器动态上报的信息。该SAG设备掌握运营商IP网络的动态、静态拓扑信息，并定期收集应用服务器的状态信息。

本发明提出一种利用IP承载层信息(静态拓扑信息和动态负载信息)对DNS应用(查询、回应)进行优化的方案。通过本发明的技术方案可利用统一的策略，对部署在网间、网内的服务器进行择优选择，同时提高网间、网内的DNS查询精度，且仅需对网内的DNS服务器服务机制进行微调，无需在路由器上进行大量的特殊配置和调整，利于后续配置和维护。

图4示出本发明的DNS解析系统的另一个实施例的结构图。如图4所示，该DNS解析系统包括DNS服务器41和SAG设备42。其中，DNS服务器41用于获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和应用服务器的IP地址列表发送给SAG设备42；从SAG设备42接收最优的应用服务器的IP地址，将最优的应用服务器的IP地址返回客户。SAG设备42用于接收客户IP地址和应用服务器的IP地址列表，根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对应用服务器的IP地址列表进行排序，返回最优的应用服务器的IP地址。其中，SAG设备42根据客户与应用服务器的临近关系、应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对应用服务器的IP地址列表进行排序。

根据本发明的一个实施例，SAG设备42还根据流量控制策略从排序后的应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址。SAG设备42从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

根据本发明的一个实施例，DNS服务器41包括地址列表发送模块411和最优地址接收模块412。其中，地址列表发送模块411用于获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和应用服务器的IP地址列表发送给SAG设备42。最优地址接收模块412用于从SAG设备42接收最优的应用服务器的IP地址，将最优的应用服务器的IP地址返回客户。SAG设备42包括地址列表接收模块421、最优地址确定模块422和最优地址发送模块423。其中，地址列表接收模块421用于接收客户IP地址和应用服务器的IP地址列表；最优地址选择模块422用于根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对接收的所述应用服务器的IP地址列表进行排序，确定最优的应用服务器的IP地址；最优地址发送模块423用于返回最优地址选择模块422确定的最优的应用服务器的IP地址。

根据本发明的一个实施例，最优地址选择模块422用于根据客户与应用服务器的临近关系、应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对应用服务器的IP地址列表进行排序，确定最优的应用服务器的IP地址。根据本发明的一个实施例，最优地址选择模块422还用于根据流量控制策略从排序后的应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址。

图5示出本发明的SAG设备的一个实施例的框图。如图5所示，SAG设备52包括地址列表接收模块421、最优地址确定模块422、最优地址发送模块423和状态获取模块524。其中，地址列表接收模块421、最优地址确定模块422、最优地址发送模块423可以参见上文的对应描述，为简洁起见，在此不再详细叙述。状态获取模块524用于从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

本领域的技术人员应当理解，对于图4、5中的各个模块，可以通过单独的计算处理设备实现，或者将其集成为一个独立的设备实现。在图4和图5中用框示出以说明它们的功能。这些功能块可以用硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语音或者它们的任意组合来实现。举例来说，一个或者两个功能块都可以利用运行在微处理器、数字信号处理器(DSP)或任何其他适当计算设备上的代码实现。代码可以表示过程、功能、子程序、程序、例行程序、子例行程序、模块或者指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码可以位于计算机可读介质中。计算机可读介质可以包括一个或者多个存储设备，例如，包括RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或本领域公知的其他任何形式的存储介质。计算机可读介质还可以包括编码数据信号的载波。

本领域技术人员将意识到硬件、固件和软件配置在这些情况下的可替换性，以及如何最好地实现每个特定应用地所述功能。

通过本发明的方法和系统，利用IP网络的拓扑信息和网络动态信息，来对当前DNS的解析结果进一步优化，以使用户到应用服务器的访问路径最佳，应用体验最佳。利用本方案可使IP骨干网内C/S型的流量得到优化，提高IP网络利用效率。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种域名系统DNS解析方法，其特征在于，包括：

DNS服务器获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和所述应用服务器的IP地址列表发送给业务访问网关SAG设备；

所述SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息，对所述应用服务器的IP地址列表进行排序，将最优的应用服务器的IP地址返回所述DNS服务器；

所述DNS服务器将所述最优的应用服务器的IP地址返回客户。

2.根据权利要求1所述的DNS解析方法，其特征在于，所述SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对所述应用服务器的IP地址列表进行排序的步骤包括：

所述SAG设备根据所述客户与应用服务器的临近关系、所述应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对所述应用服务器的IP地址列表进行排序。

3.根据权利要求1所述的DNS解析方法，其特征在于，所述SAG设备根据IP网络的拓扑信息和负载信息对所述应用服务器的IP地址列表进行排序的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的DNS解析方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求2或3所述的DNS解析方法，其特征在于，所述SAG设备从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

6.一种应用于域名系统DNS解析的业务访问网关SAG设备，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的SAG设备，其特征在于，所述最优地址选择模块，用于根据所述客户与应用服务器的临近关系、所述应用服务器的负载状态、以及IP网络中端到端链路的拥塞状态对所述应用服务器的IP地址列表进行排序，确定最优的应用服务器的IP地址。

8.根据权利要求7所述的SAG设备，其特征在于，还包括状态获取模块，用于从应用服务器的上报的信息中获得应用服务器的负载状态，从网络层设备获得端到端链路的拥塞状态。

9.根据权利要求6所述的SAG设备，其特征在于，所述最优地址选择模块备根据所述客户与应用服务器的临近关系对所述应用服务器的IP地址列表进行排序；对于排序后的应用服务器，依次判断所述应用服务器的负载状态以及所述应用服务器到所述客户的端到端链路的拥塞状态，从而确定链路轻载且负载较轻的最近应用服务器。

10.根据权利要求6所述的SAG设备，其特征在于，所述最优地址选择模块还用于根据流量控制策略从排序后的所述应用服务器的IP地址列表中选择最优的应用服务器的IP地址。

11.一种域名系统DNS解析系统，其特征在于，包括DNS服务器以及如权利要求6-10中任意一项所述的业务访问网关SAG设备；

其中，所述DNS服务器，用于获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和所述应用服务器的IP地址列表发送给所述SAG设备；从所述SAG设备接收最优的应用服务器的IP地址，将所述最优的应用服务器的IP地址返回客户。

12.根据权利要求11所述的DNS解析系统，其特征在于，所述DNS服务器包括：

地址列表发送模块，用于获得应用服务器的IP地址列表，将客户IP地址和应用服务器的IP地址列表发送给所述SAG设备；

最优地址接收模块，用于从所述SAG设备接收最优的应用服务器的IP地址，将最优的应用服务器的IP地址返回客户。