CN104301171A - 一种基于dns权威服务器的网络性能测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法及系统。所述方法包括：用户终端针对域名阵列中的每一个域名向DNS服务器列表中的每一个DNS服务器发送DNS解析请求，并将从每一个DNS服务器获得的解析性能数据发送至数据处理服务器；所述数据处理服务器根据所接收到的特征值数据，将属于域内的每一个DNS服务器、每一用户终端、每一域名的解析性能特征值数据推送至数据存储服务器；所述数据存储服务器将所接收到的解析性能特征值数据进行存储；并且所述数据存储服务器对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据。本发明提出的上述方案能够实时地给用户提供最优上网选择。让用户自己从提供的最优DNS服务器列表中选择。

Description

一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，更具体地，涉及一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法及系统。

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)开始在互联网中部署并接入镜像服务器，同时，越来越多的DNS服务器也相继接入互联网，日趋增长的域名数量势必造成一定的DNS解析压力。

伴随互联网产品及应用的高速发展，上网速度显然受到了极大的考验。与此同时，越来越多的网络加速产品和解决方案也如雨后春笋般应运而生。

比较市场中涉及网络加速的应用与方法，其更多的是从缓存提速和近区域地址选择等方面考虑，但是传统意义上网络加速，缓存里保存的数据不一定是当前网速最快的数据，实时性不强。专门从DNS解析性能入手，通过固定ICP扫描切换，分析不同Public DNS的解析效果，针对域内IP分组进行Public DNS的性能优劣比较与公示的解决方案还尚未提出。

发明内容

为填补现有技术中尚未涉及的加速方法，本发明提出一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法及系统。本发明以更换DNS权威服务器和域名，进行ICP阵列的DNS性能扫描为基础手段，基于不同IP分组进行权威DNS服务器性能数据的采集、上传、矩阵存储与分析，使优质DNS公告成为可能。

为此，本发明提出了一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法，其包括：

步骤1、用户终端针对域名阵列中的每一个域名向DNS服务器列表中的每一个DNS服务器发送DNS解析请求，并将从每一个DNS服务器获得的解析性能数据发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特征值数据，将属于域内的每一个DNS服务器、每一用户终端、每一域名的解析性能特征值数据推送至数据存储服务器；

步骤3、所述数据存储服务器将所接收到的解析性能特征值数据进行存储；并且所述数据存储服务器对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据。

本发明还提供了一种基于DNS权威服务器的网络性能测量系统，其包括：

用户终端，其针对域名阵列中的每一个域名向DNS服务器列表中的每一个DNS服务器发送DNS解析请求，并将从每一个DNS服务器获得的解析性能数据发送至数据处理服务器；

数据处理服务器，其根据所接收到的特征值数据，将属于域内的每一个DNS服务器、每一用户终端、每一域名的解析性能特征值数据推送至数据存储服务器；

数据存储服务器，将所接收到的解析性能特征值数据进行存储；并对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据。

本发明提出的上述方案基于更换DNS权威服务器和不同域名的技术观念，通过用户终端、数据处理服务器、数据存储服务器与优质DNS公告系统相结合，为各IP分组用户提供其分组下的优质DNS参考。在此基础之上，通过DNS性能数据的采集与分析，区域性得进行优质DNS通告。

其中，网络性能界定为DNS解析性能，既DNS服务器解析某域名所需时间。区域性是以域内IP节点为界定条件进行的用户组划分，如某IP所在分区为华北大区北大主节点，则该用户组为华北大区北大主节点组。区域性得进行优质DNS通告既通过采集域内不同IP分组的DNS服务器解析性能的数据，针对域内IP分组公示各自的DNS优劣情况。

附图说明

图1是本发明中基于DNS权威服务器的网络性能测量系统的结构示意图；

图2是本发明中终端域名阵列扫描方法流程图；

图3是本发明中数据处理与存储环节的方法流程图；

图4是本发明中数据自检索环节的方法流程图。

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DNS性能测量与展示功能。

针对本发明的应用领域与界定范围，提出了域内、IP分组、DNS公告和特征值的概念。下面就这几个概念的定义加以详细描述：

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。

IP分组：在域内范围内，以IP所属网段为界定条件，进行IP所属区域划分。如162.105.023.1用户所属网段为分配给华北大区北大主节点的网段区域，则该IP分组为华北大区北大主节点组。

DNS公告：根据IP分组进行DNS解析性能分析，展示DNS性能优劣与推移变化情况。

特征值：由用户终端上传的数据字段统称为特征值，既DNS解析性能数据特征的标识。

IP分组界定在域内范围，则该方法只针对域内范围用户进行DNS公告，即无法对域外用户提供优质DNS选择依据。

图1示出了本发明中基于DNS权威服务器的网络性能测量系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：用户终端、数据处理服务器、数据存储服务器与优质DNS公告系统。

所述用户终端针对域名阵列中的每个域名循环不间断的进行DNS请求，所述域名阵列指ICP列表，其包括多个域名，其是由服务器定时下发给客户端的。所用域名来自终端默认的域名阵列，客户端根据服务器下发的域名阵列定期更新默认的域名阵列。所用DNS地址来自数据处理服务器下发的权威DNS地址。终端统计每个DNS解析某个域名需要的时间，并确定解析时间为核心特征值。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、域内标识及域名解析时间等关键性信息，具体参数说明见表4。

表4

所述数据处理服务器与用户终端进行交互，数据处理服务器一方面接受来自用户终端的权威DNS请求，派发权威DNS服务器列表，一方面监听来自用户终端的特征值数据。所述数据处理服务器以域内为界定条件对特征值字段进行过滤，凡用户IP、域名对应IP或DNS地址所属分组非域内范围，则界定该特征值数据无效，并将无效特征值数据存入数据存储服务器关系数据库历史表中，若特征值数据有效，则将有效特征值数据存入数据存储服务器哈希矩阵中，以红黑树创建自动机，实时对所述有效特征值数据进行统计，并存入关系数据库的数据表中。所述红黑树和哈希表常驻内存，数据存储服务器会定期遍历红黑树，找出红黑树存储数据中过期的数据，删除过期数据对应的节点，并清理哈希表中的数据，以实现数据的清理和维护。

所述数据存储服务器部署了相应的关系型数据库，与数据处理服务器进行数据交互。所述关系型数据库中建有历史表和数据表，历史表存储着历史数据，数据表存储着统计数据，统计数据由所述数据处理服务器红黑树自动机统计处理得到，为优质DNS通告系统提供数据源。即所述统计数据包括DNS服务器列表中每个DNS服务器对同一域名的平均解析时间，用户根据所述统计数据即可选择最优的DNS服务器发送DNS解析请求。

以上陈述中，依据具体实例说明了网络性能测量系统的结构与功能。

根据本发明另一方面，还提出一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法。所述包括：

步骤1、用户终端定期变换域名服务器地址进行域名阵列的性能扫描，即针对域名阵列中的每个域名向变换后的DNS服务器地址循环不间断的进行DNS请求，并统计不同域名服务器对于域名阵列中的域名的解析时间生成特征值数据列表后传输至数据处理服务器；其中，所述特征值数据列表中的每一条记录包括：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、域内标识及域名解析时间等关键性信息；

步骤2、所述数据处理服务器根据所接收到的特征值数据中的网络属性，针对隶属域内的每个DNS每一网络节点每一网站域名均有一条DNS的特征值数据推送至数据存储服务器；数据存储服务器选定用户IP为KEY值，存入红黑树，选定用户IP加访问域名为KEY值存入HASH矩阵，其中每个权威DNS服务器对应一个HASH矩阵。同时，数据存储服务器将该记录写入关系数据库进行历史存储；

步骤3、所述数据存储服务器遍历检索自身红黑树的节点，通过自身节点中存储的KEY1值加待统计域名组成的新KEY2值(哈希表中使用的KEY值)进行HASH矩阵检索，统计得到每一DNS服务器的测量性能数据，即计算得到某一域名服务器某一域内分组下所述待统计域名的平均访问时间(DNS服务器解析性能的判定参数)。针对每一次统计产生的统计数据附带时间戳写入关系数据库，所述优质DNS公告系统需要读取所述数据库中的统计数据进行展示。

上述方法具体化为域名阵列扫描、数据处理与存储、数据自检索入库三个环节。

图2示出了本发明方法中终端域名阵列扫描流程图。如图2所示，该流程具体包括：

步骤S10，用户终端向数据处理服务器发送请求报文，请求数据处理服务器下发权威DNS服务器列表。

步骤S11，数据处理服务器监听终端请求，监听到终端用户请求DNS服务器列表。加载本地DNS列表，组成响应报文派发给用户终端。

步骤S12，用户终端获取数据处理服务器关于DNS列表请求的响应数据，进行列表分析，以确定接收到的数据是否有丢失，并将其作为本地域名阵列存储至内存表。用户终端循环遍历本地域名阵列，取出每个域名ICP，针对DNS列表中的每个DNS分别发送DNS请求数据，并记录当前所用DNS服务器的响应报文和响应时间。从响应报文中可以截取当前域名解析结果，并做域内判定。其中的响应时间即为DNS服务器的解析时间。

此时，用户终端需要上传的特征值分别为用户IP地址、访问域名、域名服务器地址、域名服务器解析出的IP地址、域名解析时间和域内标识。用户终端对特征值字段进行上传报文组包并向数据处理服务器上传数据。

图3示出了本发明中数据处理与存储环节流程图。如图3所示，该过程具体包括：

步骤S20，数据处理服务器接收用户终端上传的特征值，并根据上传报文进行解包处理，依次得到用户IP地址、访问域名、域名服务器地址、域名服务器解析出的IP地址、域名解析时间和域内标识等标识字段。

步骤S21，根据步骤S20所得各网络特征值字段判断，若用户IP地址、域名服务器解析出的IP地址和域名服务器地址中有非域内IP，则该上传数据判定无效并将其存入数据存储服务器的关系数据库的历史数据表中。若判定有效，依然存入关系数据库的历史数据表中，并将其标记为有效，并执行步骤S22。

步骤S22，首先，数据处理服务器根据所述数据处理服务器本地存储的DNS地址列表进行哈希矩阵(哈希表)创建，每个DNS地址创建一个哈希矩阵，所述创建的哈希矩阵存储在所述数据存储服务器中。具体为，选定步骤S21中标记为有效的数据特征值中的用户IP地址和访问域名作为KEY值进行哈希运算。如当前用户终端IP地址为219.224.97.55，使用DNS服务器为101.7.8.9，访问的域名为www.cernet.com，此时选定KEY值为“219www224cernet97com55”，对当前KEY值进行哈希运算，并将其他特征值存入101.7.8.9对应的哈希矩阵中，其中KEY为索引。

然后，所述数据处理服务器以红黑树作为检索自动机的基础数据结构进行创建，并将其存储至数据存储服务器中。选定步骤S21传递的数据特征值中的用户IP地址作为KEY值，进行红黑树存储。本步骤中所述红黑树即作为自动机存在，主要供数据检索、统计和清理使用。因此，不需要存储除用户IP地址之外的其他特征值字段。

步骤S23，数据存储服务器中所述关系数据库的历史表中存储着用户终端上传的历史数据，非统计数据。步骤S23主要通过红黑树自动机的自检索功能进行数据统计并入库。其具体环节参照图4。

图4示出了本发明中数据自检索环节流程图。如图4所示，该过程具体包括：

步骤S30，数据存储服务器启动红黑树自动机进行遍历，每次取出自身KEY值和时间戳，KEY值参照219.224.97.55形式，时间戳参照2014/06/01字符串型或整型，自定义过期时间值。根据上文所述KEY值，遍历域名阵列重组KEY值，针对www.baidu.com域名进行重组，新KEY值为“219www224baidu97com55”。

步骤S31，选定某一哈希矩阵，如101.7.8.9对应的哈希矩阵。通过步骤S30中所述新的KEY值作为索引，进行本次选定哈希矩阵检索。检索分为统计检索和清理检索。统计检索即统计该哈希矩阵对应的DNS服务器对于新键值对应的域名的解析时间，即该DNS服务器针对每一IP分组内的各个用户终端对于每一个域名的解析时间，获取平均值，清理检索即针对步骤S30所述时间戳进行数据清理，当前已过期数据将从红黑树和哈希矩阵中移除。

步骤S32，针对步骤S31完成后的统计数据，存入关系数据库数据表。此数据非历史数据，将作为优质DNS公告系统展示的源数据。

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 (10)

1.一种基于DNS权威服务器的网络性能测量方法，其包括： 

步骤1、用户终端针对域名阵列中的每一个域名向DNS服务器列表中的每一个DNS服务器发送DNS解析请求，并将从每一个DNS服务器获得的解析性能数据发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特征值数据，将属于域内的每一个DNS服务器、每一用户终端、每一域名的解析性能特征值数据推送至数据存储服务器； 

步骤3、所述数据存储服务器将所接收到的解析性能特征值数据进行存储；并且所述数据存储服务器对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据。 

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述每一DNS服务器的网络性能测量数据为每一DNS服务器在每一域内分组中对于每一域名的平均解析时间，其中所述每一域内分组包括多个用户终端。 

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述域名阵列包括多个ICP域名，其由数据处理服务器定期下发给用户终端。 

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤1之前还包括： 

用户终端向数据处理服务器发送DNS服务器列表的请求报文； 

数据处理服务器监听用户终端请求，并在接收到用户终端的DNS服务器列表请求报文后，加载本地DNS服务器列表，组成相应报文后派发个用户终端； 

用户终端获取数据处理服务器派发的DNS服务器列表后，将其作为本地DNS服务器列表进行存储。 

5.如权利要求1所述的方法，其中，解析性能特征值数据包括用户终端IP地址、访问域名、DNS服务器地址、DNS服务器解析出的IP地址、解析时间和域内标识。 

6.如权利要求5所述的方法，其中，步骤2具体包括： 

步骤21、数据处理服务器接收用户终端的解析性能特征值数据，并从中获得用户终端IP地址、访问域名、DNS服务器地址、DNS服务器解析出的IP地址、解析时间和域内标识； 

步骤22、数据处理服务器判断所述用户终端IP地址、DNS服务器地址和DNS服务器解析出的IP地址中是否有非域内地址，若是则将该解析性能特征值数据判定为无效后推送至数据存储服务器进行存储；否则执行下一步； 

步骤23、数据处理服务器根据DNS服务器列表，针对每一个DNS服务器创建一个哈希表，并将其存储至数据存储服务器中；所述哈希表以解析性能特征值数据中的用户终端IP地址和访问域名为键值建立，解析性能特征值数据中的其他数据存入哈希表的中； 

步骤24、数据处理服务器根据解析性能特征值数据中用户终端IP地址为键值建立红黑树，并将其存储至数据存储服务器中。 

7.如权利要求6所述的方法，其中，步骤3中所述数据存储服务器对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据具体包括： 

所述数据存储服务器遍历红黑树，取出键值； 

选定其中一个哈希表，利用所取出的键值对所述哈希表进行检索，并获得该哈希表中每一用户终端每一域名的解析时间，统计属于同一域内分组的用户终端对同一域名的解析时间的平均值。 

8.如权利要求7所述的方法，其中，步骤3还包括： 

所述数据存储服务器遍历红黑树，并取出每一键值对应的时间戳； 

根据所述键值和时间戳，将过期的解析性能数据从所述哈希表中删除。 

9.一种基于DNS权威服务器的网络性能测量系统，其包括： 

用户终端，其针对域名阵列中的每一个域名向DNS服务器列表中的每一个DNS服务器发送DNS解析请求，并将从每一个DNS服务器获得的解析性能数据发送至数据处理服务器； 

数据处理服务器，其根据所接收到的特征值数据，将属于域内的每一个DNS服务器、每一用户终端、每一域名的解析性能特征值数据推送至数据存储服务器； 

数据存储服务器，将所接收到的解析性能特征值数据进行存储；并对所存储的解析性能数据进行统计，得到每一DNS服务器的网络性能测量数据。 

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述数据存储服务器中建立有关系型数据库，所述关系型数据库中建有历史表和数据表，所述历史表存储历史数据，所述数据表存储统计数据。