CN103957282A - 一种域内终端用户域名解析加速系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种域内终端用户域名解析加速系统及其方法。该系统包括：用户终端，用于实时采集用户终端的网络属性，并定时将其发送至数据处理服务器；数据处理服务器，接收来自用户终端的网络属性值，并根据所述网络属性值针对每一网络节点每一网站域名记录相应的DNS信息，并将其存储在所述数据存储服务器中；数据存储服务器，用于存储针对每一网络节点每一网站域名的DNS信息，还存储针对每一网络节点的hosts信息表。上述方案基于Passive DNS和Smart hosts技术观念，在域内范围内实现最佳DNS与hosts文件定址双重加速功能，向用户提供优越的IP通道及DNS资源。

Description

一种域内终端用户域名解析加速系统及其方法

技术领域

本发明涉及网络加速领域，更具体地，涉及一种域内终端用户的域名解析加速系统及其方法，用于在域内用户上网时，向其提供优越、快速的IP通道和DNS服务资源。

其中，在以互联网服务提供商(如中国教育和科研计算机网、中国电信、中国联通等)为边界的网域划定条件下，域内特指中国教育和科研计算机网内部网络。凡接入使用的网络在中国教育和科研计算机网所属IP范围内的界定为域内。域内范围以外既IP地址不在中国教育和科研计算机网所属IP段范围内的均界定为域外。

背景技术

近年来，中国互联网产业高速发展，中国注册增值业务提供商也日趋增加。越来越多的ICP(网络内容信息服务商)开始在多个网域或同一网域内的不同地区分别部署并接入镜像服务器。但是，不同网域、不同地点的终端用户访问同一域名时，通过DNS服务器解析出的IP地址不尽相同，经常出现拥堵、耗时、跨网等情况。

情况描述：

(1)域内拥有某ICP站点资源，部署了相关服务器。域内用户访问该站点时，本地所配DNS解析出的站点地址属于域外。跨域的数据访问要经过ISP互联口，一方面，易造成互联口拥堵，另一方面，严重影响数据交互的安全性与实时性。当多个网域部署同一资源时，应尽量避免跨网访问情况的出现。

(2)域内用户访问某一站点资源，本地所配DNS解析出的站点地址属于“高堵态”。既该站点服务器承载的用户访问多，IP带宽使用量大。例如，“优酷网”某域内服务器，IP数据流量大，呈超负荷态，已影响到网络QOS及用户体验。此时，应可控得分流到其他空闲服务器。

(3)某域内用户相对较近的地方部署有站点服务器，用户访问该站点资源时，本地所配DNS解析出了远距离地址。同一网络条件下，数据访问速度在一定程度上受控于路由路径，访问远距离服务器资源比较费时。因此，当域内用户近区域部署了相关资源时，应尽量避免远距离资源访问情况的出现。

通过上述情况发现，在网络交互过程中，终端用户的域名解析结果直接影响到用户待访站点的地址定位，不同的访问目标又产生着不同的网络体验效果。尤其在近阶段，中国教育和科研计算机网网络覆盖率和用户使用数稳步升涨，为满足日益增加的域内用户高速网络需求，在原有网络部署条件下，一种针对域内终端用户的域名解析加速方法的提出亟待解决。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于PassiveDNS和Smart hosts的域内终端用户域名解析加速系统及其方法。通过域内用户网络访问信息的采集、分析、存储与匹配，使IP定址访问和高效DNS服务推送成为可能。

其中，针对该发明的应用领域与界定范围，提出网域、域内和域外概念。

网域：以互联网服务提供商(如中国教育和科研计算机网、中国电信、中国联通等)为界定条件划分的网络IP地址所属范围。中国教育和科研计算机网、中国电信和中国联通等均界定为不同的网域范畴。

域内：界定于中国教育和科研计算机网网域范畴内的网络。接入中国教育和科研计算机网的用户均视为域内用户。

域外：域内范围以外既IP地址不在中国教育和科研计算机网所属IP段范围内的网络。接入非中国教育和科研计算机网的用户均视为域外用户。

该方法只在域内范围有效，既针对接入中国教育和科研计算机网的终端用户提供加速服务。

本发明公开了一种域内终端用户域名解析加速系统，其包括：

用户终端，其用于实时采集用户终端的网络属性，并定时将其发送至数据处理服务器；

数据处理服务器，其接收来自用户终端的网络属性值，并根据所述网络属性值针对每一网络节点每一网站域名记录相应的DNS信息，并将其存储在所述数据存储服务器中；

数据存储服务器，其用于存储针对每一网络节点每一网站域名的DNS信息，其还存储针对每一网络节点的hosts信息表，所述hosts信息表中存储有网站域名及其解析IP地址。

其中，用户请求一网站域名的DNS加速时，用户终端向数据处理服务器发送用户终端的网络属性及所述网站域名；数据处理服务器根据接收到的请求从数据存储服务器获取相应的DNS信息并返回。

其中，用户请求hosts信息时，用户终端向数据处理服务器发送用户终端的网络属性；数据处理服务器根据接收到的请求从数据存储服务器获取相应的hosts信息并返回。

其中，用户通过设置定时请求或者手动请求hosts信息。

其中，所述用户终端包括信息采集器和加速控制器，所述信息采集器用于采集用户终端的网络属性，所述加速控制器用于和数据处理服务器信息交互。

其中，所述用户终端的网络属性包括用户终端的IP地址、用户终端所在网络节点、当前使用DNS服务器地址、数据到达时间、访问的网站域名及其IP地址。

其中，所述数据处理服务器根据优先选择策略选择所述相应的DNS信息，并将其存储至数据存储服务器；其中，所述优先选择策略包括：若所述网络属性中所访问网站域名的IP地址为域内正常情况，则选择该网络属性中的DNS服务器地址作为所述DNS信息存储；否则选择网络属性中访问时间较短的DNS服务器地址作为所述DNS信息存储；所述域内正常情况为网络属性中网站域名的IP地址位于域内，且访问时间在正常态范围内。

其中，所述DNS信息在预定时间段内如果没有更新，数据处理服务器则将其作为为相应网络节点下相应网站域名的hosts信息记录在hosts信息表中。

本发明还公开了一种域内终端用户域名解析加速方法，该方法包括：

步骤1、用户终端实时采集网络属性，并将其传送至数据处理服务器；

步骤2、所述数据处理服务器根据所接收到的网络属性，针对每一网络节点每一网站域名选择一条DNS信息记录，并将其存储至数据存储服务器；

步骤3、所述数据处理服务器如果判断对于每一网络节点某一网站域名的DNS信息记录在预定时间内没有更新，则将其存储至该网络节点对应的hosts信息表中；其中，所述hosts信息表中存储有网站域名及其解析IP地址。

其中，该方法还包括：

步骤10、如果用户请求DNS加速，则用户终端根据用户请求向数据处理服务器发送用户终端的网络属性及用户请求加速的网站域名；

步骤11、数据处理服务器接收到请求后，根据所述网络属性中的网络节点以所述网站域名从所述数据存储服务器查找相应的DNS服务器，并返回；

步骤12、用户终端将数据处理服务器返回的DNS服务器地址配置到本地；

其中，该方法还包括：

步骤20、如果用户配置了hosts信息更新频率或者请求hosts信息更新，则用户终端根据所述更新频率或请求向数据处理服务器请求适合该用户终端的hosts信息；

步骤21、数据处理服务器根据所述hosts信息请求判断用户上次接收的hosts信息是否为最新，若是则只需步骤22，否则只需步骤23；

步骤22、数据处理服务器向用户终端返回无需更新应答；

步骤23、数据处理服务器从所述数据存储服务器查找所述hosts信息表，并将相应的hosts信息返回给用户终端；

步骤24、用户终端将所述hosts信息存储在本地hosts文件。

本发明提出的上述方案基于Passive DNS和Smart hosts技术观念，通过信息采集器、加速控制器、数据处理服务器、数据存储服务器模块结合，实现最佳DNS与hosts文件定址双重加速功能，用于在域内用户上网时，向其提供优越的IP通道及DNS服务资源。

附图说明

图1为本发明中域内终端用户域名解析加速系统架构图；

图2为本发明中域内终端用户域名解析加速方法中最佳DNS加速过程流程图；

图3为本发明中域内终端用户域名解析加速方法中hosts文件定址加速过程流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。根据本发明的实施例，能够清晰展示该发明下的网络加速功能。

本发明提出了一种域内终端用户域名解析加速系统。该系统一方面基于Passive DNS的数据采集、存储技术，不停获取最优的原始数据资源；另一方面基于Smart hosts与匹配查找技术，通过终端用户不同的IP属性特征匹配查找最合适的DNS服务器地址与hosts信息。

其中，Passive DNS技术采用了多终端大规模数据采集，汇总至中央服务器统一处理的思想，通过大量终端设备采集ip地址、域名等相关信息，然后传送到服务端数据库中。服务端对收集的大规模数据进行比较与筛选，检索异常记录或做其他可行性分析。

hosts文件是一个用于储存计算机网络中各节点信息的文件。这个文件负责将主机名映射到相应的IP地址。hosts文件通常用于补充网络中DNS的功能，和DNS不同的是，计算机的用户可以直接对hosts文件进行控制。而Smart hosts技术正是建立在hosts文件基础之上，通过维护少量难解析的ip地址、域名映射信息，响应用户hosts请求，写入用户终端的hosts文件中。若hosts文件含有当前待访问域名记录，则直接使用该域名所对应的ip地址进行访问，略去DNS服务器的解析过程。

图1示出了本发明中域内终端用户域名解析加速系统结构图。如图1所示，该系统包括：用户终端、数据处理服务器data hand server、数据存储服务器data store server。

所述用户终端上部署有信息采集器和加速控制器。所述信息采集器主要用于采集网络数据，其实时提取特征值，并将特征值推送至加速控制器。所述加速控制器汇集接收到的特征值信息，并定时发送至数据处理服务器；数据处理服务器最终将特征值数据存入数据存储服务器的数据库中。其中，特征值包括用户终端的网络属性，如用户IP地址，所用DNS服务器地址，访问域名，域名解析后的IP地址、用户所属网络节点、数据达到网络站点时间等关键性信息，具体参数说明见表4。

表4

所述加速控制器部署在用户终端。一方面，接收来自信息采集器的特征值信息，并实时将其传送至数据处理服务器。另一方面，向用户提供可操作化加速接口。当终端用户想针对某个域名如百度域名申请最佳DNS加速时，加速控制器将终端用户IP地址、IP所属网络节点及相应域名等信息发送至数据处理服务器，并通过数据处理服务器从数据存储服务器中得到适合当前用户访问百度使用的DNS服务器地址。当终端用户想申请hosts文件定址加速服务时，同样的会将用户IP地址及其所属网络节点发送至数据处理服务器，数据处理服务器将该网络节点下的hosts信息派发给用户，所述网络节点下的hosts信息存储在所述数据存储服务器上的hosts信息表中，在数据存储服务器中，域内每个网络节点均维护一个各自的hosts信息表，用于针对不同网络节点的用户派发不同的hosts信息；其中，该hosts信息表用于记录

所述数据处理服务器与加速控制器及数据存储服务器进行交互，处理来自加速控制器的加速请求和特征值数据，并对数据存储服务器进行数据读取，是数据传递中间层。当同一网络节点下的多个用户使用了该加速系统，并访问了某个网站，数据处理服务器将收到信息采集器采集到的针对该网站访问的不同的特征值信息。数据处理服务器针对特征值进行解析，并比较不同特征值信息间的属性值(特征值属性见表4)，根据优先选择策略选择一条信息记录存入数据存储服务器中，即数据存储服务器中某网络节点下用户针对某个域名网站的DNS信息记录只保留一条。

解析情况可以分为域内非正常态、域内正常态和域外三种情况。

域内非正常态：信息采集器采集到的被解析后用户待访问网站的IP地址位于域内范围，且访问时间在非正常态范围内(正常情况下域内网站的访问时间值一般不会很大，当访问时间过大时，此时的网站服务器IP带宽使用量接近极限，处于异常拥堵态，既非正常态)。

域内正常态：信息采集器采集到的被解析后用户待访问网站的IP地址位于域内范围，且访问时间在正常态范围内。

域外：信息采集器采集到的被解析后用户待访问网站解析的IP地址位于域外范围。

上述优先选择策略：所述数据处理服务器针对同一网络节点下不同用户对同一网站访问的不同的特征值进行解析，若解析后得到的网站域名IP有域内正常态情况的，选择域内正常态的记录作为DNS信息存储在所述数据存储服务器。若没有域内正常态的记录时，域内非正常态和域外情况均按照属性中的访问时间值进行比较，优先选择访问时间较少的记录。

所述数据存储服务器部署了相应的数据库，与数据处理服务器进行数据交互。数据存储服务器存放着满足供最佳DNS加速的DNS信息与hosts文件定址加速查询的hosts信息表。

其中，供最佳DNS加速查询的DNS信息是从信息采集器采集得到的，即根据信息采集器采集到的特征值信息得到的。同一网络节点下的用户对同一网站的访问特征值记录将根据优先选择策略，只保留一条，后续的数据也将与该条进行比较，择优存入。

而供hosts文件定址加速查询的hosts信息表主要是简单的网站域名及其IP对应关系。每个网络节点均保留着各自的hosts信息表，hosts记录表中的信息是根据多次匹配策略，从最佳DNS加速记录中提取出来的。

供最佳DNS加速查询的DNS信息是不停地针对加速控制器传入的数据特征值，根据优先选择策略选取出来的。当比较次数达到一定阈值时，可认为存入数据库供最佳DNS加速查询的DNS信息在很长一段时间内不会更改(即便再有特征值信息传入，再次进行比较选择，该记录都是最优的)，便将该记录中的网站域名及其解析出的IP地址存入当前用户隶属网络节点的hosts信息表中，这就是多次匹配策略得到hosts记录的过程。

以上陈述中，依据具体实例说明了域名解析加速系统的功能、模块联系及中央数据查询源的存储过程。

根据本发明另一方面，还提出一种基于Passive DNS和Smart hosts的域内终端用户域名解析加速方法。该方法融合了最佳DNS加速、hosts文件定址加速两种方法，有效而可控地完成了整个加速过程。

本发明还公开了一种用于域内终端用户域名解析加速方法该方法包括：

步骤1、用户终端实时采集网络属性，并将其传送至数据处理服务器；

步骤2、所述数据处理服务器根据所接收到的网络属性，针对每一网络节点每一网站域名选择一条DNS信息记录，并将其存储至数据存储服务器；

步骤3、所述数据处理服务器如果判断对于每一网络节点某一网站域名的DNS信息记录在预定时间内没有更新，则将其存储至该网络节点对应的hosts信息表中；其中，所述hosts信息表中存储有网站域名及其解析IP地址。

上述方法还包括最佳DNS加速过程和hosts文件定址加速过程。

图2示出了本发明中最佳DNS加速过程流程图。如图2所示，该流程具体包括：

步骤S10，终端用户通过加速控制器选择待加速域名。例如，当前终端用户访问“百度”频率较多，但访问速度较慢时，用户可申请针对“百度”的加速请求。加速控制器将当前用户的IP属性，如用户IP，IP所属网段，待加速网站域名，命令字等关键性信息发送至数据处理服务器。

其中，IP所属节点可通过域内网络区域节点划分列表匹配得到。

步骤S11，数据处理服务器接收到加速控制器关于“百度”的加速请求后，对请求用户的IP属性进行判断，滤除非域内用户，回复告知请求方，该方法域内范围有效，域外用户暂不提供加速服务。然后，对于有效的用户请求，提取出IP属性字段(如用户隶属网络节点)，组成数据库检索条件，与数据存储服务器中针对网络节点存储的DNS信息记录进行匹配查找。

最后将查找到的最佳DNS服务器地址发送给加速控制器，终端用户主机可以通过该DNS服务器解析出一个访问速度较优的IP地址。对于请求方，访问该IP的速度将优于访问其他服务器。

步骤S12，加速控制器从数据处理服务器获得一个最优的域名解析服务器地址，并将该地址配置到本地。

图3示出了本发明中hosts文件定址加速过程流程图。如图3所示，该过程具体包括：

步骤S20，终端用户配置hosts信息更新频率，加速控制器可以根据用户此项配置，定时向数据处理服务器请求用户所属网络节点下的hosts信息。该加速服务还在加速控制器提供了加速接口，也可供用户手动加速。

步骤S21，加速控制器根据用户配置，定时向数据处理服务器请求适合自身IP环境的hosts信息。即参照步骤S10，将当前IP属性(如用户IP，IP所属网络节点，命令字等)及上次接收hosts信息的时间发送至数据处理服务器。

步骤S22，数据处理服务器接收到来自加速控制器的hosts文件定址加速请求，并对请求用户的IP属性进行判断，滤除非域内用户，并回复告知请求方，该方法域内范围有效，域外用户暂不提供加速服务。

同时将用户上次接收hosts信息的时间与服务器最近更新当前用户所属网络节点的hosts信息表的时间进行比较，若确定用户尚未得到过最新的hosts信息记录，则执行步骤S24，否则执行S23。

步骤S23，针对无效的请求，数据处理服务器告知加速控制器无需要更新的数据，继续等待下次请求。

步骤S24，针对有效的请求，数据处理服务器将查找到的hosts信息发送至加速控制器。hosts信息记录着一种稳定的IP、域名对应关系，短时间内不会有所改动。因此，hosts信息请求不宜太过频繁。

步骤S25，加速控制器将获取到的hosts信息存入应用缓存，并写入本地hosts文件。

步骤S26，加速控制器获悉某IP站点已经失效，将把存在于应用缓存和hosts文件中的失效IP记录及时清除，并上传告知数据处理服务器及时清除数据存储服务器中的相应记录。

步骤S21至步骤S25是一个循环操作过程，如S21-＞S22...-＞S25...，定时发生。S26独立于其他步骤之外，也是一个循环过程，实时发生。此处两个循环过程实现了hosts文件的更新和除噪，确保hosts文件中的IP记录准确、高效。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种域内终端用户域名解析加速系统，其包括： 

用户终端，其用于实时采集用户终端的网络属性，并定时将其发送至数据处理服务器； 

数据处理服务器，其接收来自用户终端的网络属性值，并根据所述网络属性值针对每一网络节点每一网站域名记录相应的DNS信息，并将其存储在所述数据存储服务器中； 

数据存储服务器，其用于存储针对每一网络节点每一网站域名的DNS信息，其还存储针对每一网络节点的hosts信息表，所述hosts信息表中存储有网站域名及其解析IP地址。 

2.如权利要求1所述的域内终端用户域名解析加速系统，其特征在于，用户请求一网站域名的DNS加速时，用户终端向数据处理服务器发送用户终端的网络属性及所述网站域名；数据处理服务器根据接收到的请求从数据存储服务器获取相应的DNS信息并返回； 

用户请求hosts信息时，用户终端向数据处理服务器发送用户终端的网络属性；数据处理服务器根据接收到的请求从数据存储服务器获取相应的hosts信息并返回； 

所述数据处理服务器根据优先选择策略选择所述相应的DNS信息，并将其存储至数据存储服务器；其中，所述优先选择策略包括：若所述网络属性中所访问网站域名的IP地址为域内正常情况，则选择该网络属性中的DNS服务器地址作为所述DNS信息存储；否则选择网络属性中访问时间较短的DNS服务器地址作为所述DNS信息存储；所述域内正常情况为网络属性中网站域名的IP地址位于域内，且访问时间在正常态范围内。 

3.一种域内终端用户域名解析加速方法，该方法包括： 

步骤1、用户终端实时采集网络属性，并将其传送至数据处理服务器； 

步骤2、所述数据处理服务器根据所接收到的网络属性，针对每一网络节点每一网站域名选择一条DNS信息记录，并将其存储至数据存储服务器； 

步骤3、所述数据处理服务器如果判断对于每一网络节点某一网站域名的DNS信息记录在预定时间内没有更新，则将其存储至该网络节点对应的hosts信息表中；其中，所述hosts信息表中存储有网站域名及其解析IP地址。 

4.如权利要求3所述的域内终端用户域名解析加速方法，其特征在于，该方法还包括： 

步骤10、如果用户请求DNS加速，则用户终端根据用户请求向数据处理服务器发送用户终端的网络属性及用户请求加速的网站域名； 

步骤11、数据处理服务器接收到请求后，根据所述网络属性中的网络节点以所述网站域名从所述数据存储服务器查找相应的DNS服务器，并返回； 

步骤12、用户终端将数据处理服务器返回的DNS服务器地址配置到本地。 

5.如权利要求3-4任一项所述的域内终端用户域名解析加速方法，其特征在于，该方法还包括： 

步骤20、如果用户配置了hosts信息更新频率或者请求hosts信息更新，则用户终端根据所述更新频率或请求向数据处理服务器请求适合该用户终端的hosts信息； 

步骤21、数据处理服务器根据所述hosts信息请求判断用户上次接收的hosts信息是否为最新，若是则只需步骤22，否则只需步骤23； 

步骤22、数据处理服务器向用户终端返回无需更新应答； 

步骤23、数据处理服务器从所述数据存储服务器查找所述hosts信息表，并将相应的hosts信息返回给用户终端； 

步骤24、用户终端将所述hosts信息存储在本地hosts文件。