CN105847458B - 基于dns的p2p缓存引导系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于DNS的P2P缓存引导系统及方法，包括DNS服务器、策略服务器、转换服务器和重定向服务器；所述DNS服务器用于将用户的DNS白名单请求所对应的VIP返回给用户；所述策略服务器用于将指定目的VIP段的用户数据策略到转换服务器；所述转换服务器用于将用户的不同数据包引导到不同的源站服务器，并且将源站服务器返回的数据包转发给对应的用户；所述重定向服务器用于监听所有转换服务器发出去的数据包，甄选出有用的指定数据包进行重定向构造，然后返回给用户。本发明的基于DNS的P2P缓存引导系统及方法使得数据流量的引导方便可控，在没有重定向成功的情况下也可以从源站服务器获取到正确的数据。

Description

基于DNS的P2P缓存引导系统及方法

技术领域

本发明涉及P2P缓存的技术领域，特别是涉及一种基于DNS(Domain Name System，域名系统)的P2P(Peer-to-Peer，点对点)缓存引导系统及方法。

背景技术

随着BT、eMule、Skype等P2P应用的流行，P2P技术已经成为互联网的重要组成部分，甚至很多人已经认为P2P技术将成为未来互联网的发展方向。作为一种与服务器/客户端模式完全不同的技术，P2P技术的突出特点就是“去中心化”。在P2P网络中，网络资源和服务散布于整个网络中，每个节点逻辑地位相等，都具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。

通过在网络边缘缓存P2P内容，过滤掉传输重复的P2P内容，可以减轻P2P应用对核心带宽带来的压力。P2P缓存系统需要完成捕捉网络流量、P2P协议分析以及内容缓存等操作，并且还需要为后续P2P访问提供缓存内容的代理服务。

P2P引导是P2P服务缓存加速的核心组件之一，在运营商、高校，还有别的地方都有广泛的使用。通过对P2P进行缓存可以达到相关服务的加速效果，从而得到更好的用户体验和缩小带宽出口压力。

现有技术中，最主要的P2P引导技术是通过分流设备拷贝出口流量，对出口数据包通过重定向服务器进行相关的鉴别甄选，以验证是否是GetPeer数据包，然后将可用GetPeer数据包的指定请求包重定向引导至第三方加速平台，从而实现相关的引导和加速。但是这种引导方式需要拷贝出具体的镜像数据流，从大量的数据流中进行个别GetPeer数据包的甄选和重定向，导致重定向服务器压力大，丢包风险高，而且还需要运营商对数据流根据指定规则进行前置过滤。当规则变化时需要进行不断的规则更新，相对来说灵活性不是很高。

综上所述，当前主流的P2P引导方案存在以下两个弊端：

(1)大数据量使得重定向服务器的压力增大，导致丢包率增加，总体流量受限；

(2)手动添加前置过滤的灵活性低，易出错；

(3)更新规则的效率较低。

因此，现有的P2P引导只是适应于数据流量相对较小的环境。对于出口流量相对较大的运营商网络而言，分流带来的压力成倍增长，服务器压力增高，丢包风险增大，而且操作前端设备对于流量影响产生的代价大很多，导致有些运营商不愿意使用现有的P2P引导方式进行服务。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于DNS的P2P缓存引导系统及方法，通过为P2P指定域名分配VIP(Virtual IP Address，虚拟IP地址)实现统一DNS管理、策略引导，使得数据流量的引导方便可控，同时通过对应的转换服务器的规则匹配在没有重定向成功的情况下也可以从源站服务器获取到正确的数据，使得运维的失误率和系统风险也得到了相对较好的控制。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于DNS的P2P缓存引导系统，包括DNS服务器、策略服务器、转换服务器和重定向服务器；所述DNS服务器用于根据配置的域名黑白名单和指定的VIP段将用户的DNS白名单请求所对应的VIP返回给用户；所述策略服务器用于将指定目的VIP段的用户数据策略到转换服务器；所述转换服务器用于针对配置生成的对应规则将用户的不同数据包引导到不同的源站服务器，并且将源站服务器返回的数据包转发给对应的用户；所述重定向服务器用于监听所有转换服务器发出去的数据包，甄选出有用的指定数据包进行重定向构造，然后返回给用户。

根据上述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其中：所述转换服务器和所述DNS服务器之间定时进行存活判断，通过DNS服务器判断哪些域名处于存活状态，哪些域名已经失活。

进一步地，根据上述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其中：将失活的域名从DNS白名单中去除，且不再进行引导。

根据上述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其中：所述转换服务器按照不同的协议分别自发进行规则更新。

根据上述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其中：所述重定向服务器能够根据自身的配置实现对GetTracker和GetPeer请求的分协议处理。

同时，本发明还提供一种根据上述任一所述的基于DNS的P2P缓存引导系统的P2P缓存引导方法，包括以下步骤：

步骤S1、DNS服务器接收用户发出的指定域名解析请求；

步骤S2、DNS服务器生成域名和VIP的对应关系，对已经在DNS白名单中的域名进行域名和VIP对应关系的查询，并返回对应的VIP；

步骤S3、策略服务器设置策略路由规则，将目的IP为VIP的数据全部策略路由到转换服务器；

步骤S4、当用户进行GetTracker请求时，对应VIP段的GetTracker数据包被策略到转换服务器上；

步骤S5、转换服务器根据VIP和域名的对应关系，将VIP转成对应域名的真实IP，并向源站服务器请求资源；

步骤S6、重定向服务器监听由转换服务器转换到源站服务器的GetTracker数据包，并进行GetTracker有效数据包的甄选；

步骤S7、重定向服务器对GetTracker有效数据包进行重定向构造，返回给转换服务器；

步骤S8、转换服务器对返回来的数据包进行NAT，并返回给用户；

步骤S9、源站服务器进行对数据的验证之后，返回用户想要的数据包至转换服务器；

步骤S10、转换服务器对返回的数据包进行NAT后返回给用户；

步骤S11、对指定的VIP进行GetPeer请求，按照上述步骤S3至步骤S10进行GetPeer重定向。

根据上述的基于DNS的P2P缓存引导方法，其中：所述转换服务器和所述DNS服务器进行定期同步，以确定当前服务的域名和VIP的对应关系，以及确定哪些域名已经失活从而从DNS白名单中移除，直到该域名再次激活恢复正常。

如上所述，本发明的基于DNS的P2P缓存引导系统及方法，具有以下有益效果：

(1)通过将重定向操作提前到GetTracker操作，只需监控指定数量的少数域名便可以方便的进行流量的精确过滤；

(2)通过DNS-forward引导确定数量的模块规则到本地解析DNS服务器做VIP对应映射，从而解决由于对流量过滤规则数量庞大和不精确所导致的分流过滤部署变更不灵活的问题；

(3)对VIP的GetTracker及GetPeer操作实现了与源站服务器的数据流通道，即使重定向服务器无法进行正常工作时，客户端仍然可以使用源站服务器的正常数据进行正常工作。

附图说明

图1显示为本发明的基于DNS的P2P缓存引导方法的流程图；

图2显示为本发明的基于DNS的P2P缓存引导方法的框架示意图；

图3显示为本发明的一个优选实施例中基于DNS的P2P缓存引导系统及方法的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的基于DNS的P2P缓存引导系统及方法不再是传统意义上根据GetPeer操作进行相关的引导，而是将引导提前到了GetTracker操作之前；通过对GetTracker的重定向实现对原有引导的系统的改进。具体地，在处理GetTracker时将重定向服务器事先准备好的VIP对应映射给用户，用户对指定的VIP进行GetPeer的请求，从而从源头上控制了流向重定向服务器的数据量和正确数据包的比例，减少了大数据流对重定向服务器带来的压力；同时对P2P的行为实现可控，运营商只需进行DNS-forward和添加VIP策略就可以轻松实现对P2P流量的引导。

本发明的基于DNS的P2P缓存引导系统包括DNS服务器、策略服务器、转换服务器和重定向服务器。

DNS服务器属于本地服务器，用于根据配置的域名黑白名单和指定的VIP段将用户的DNS白名单请求所对应的VIP返回给用户。

策略服务器用于将指定目的VIP段的用户数据策略到转换服务器。

转换服务器用于针对配置生成的对应规则将用户的不同数据包引导到不同的源站服务器，并且将源站服务器返回的数据包转发给对应的用户。

具体地，转换服务器负责实现客户端和源站服务器之间的流量通讯，可以在重定向服务器失效的情况下保证客户端的流量正常地与源站服务器进行通讯。转换服务器只要和DNS服务器保持通讯即可进行数据和指定协议的同步存活。转换服务器和DNS服务器之间定时进行存活判断，通过DNS服务器判断哪些域名处于存活状态可进一步进行服务，哪些域名已经失活将不再引导，从而有效的保证了强同步过程。

同时转换服务器按照不同的协议分别进行特定的规则更新。这是一种自发的更新，以保证当用户数据到达时，提供的规则中的源站地址是最新有效的，从而避免源站服务已发生变更而我们还在使用旧的地址所带来的故障。

重定向服务器工作在转换服务器之上，用于监听所有转换服务器发出去的数据包，甄选出有用的指定数据包进行重定向构造，然后返回给用户。

本发明的重定向服务器与传统的重定向服务器的不同之处在于：本发明的重定向服务器不仅需要重定向GetPeer数据包，而且需要重定向GetTracker数据包。具体地，原有重定向服务器中的代码结构无需改变，只需要增加对GetTracker请求的重定向代码即可，使得重定向服务器可以根据自身的配置实现对GetTracker和GetPeer请求的分协议处理。

参照图1和图2，本发明的基于DNS的P2P缓存引导方法包括以下步骤：

步骤S1、DNS服务器接收用户发出的指定域名解析请求。

步骤S2、DNS服务器生成域名和VIP的对应关系，对已经在DNS白名单中的域名进行域名和VIP对应关系的查询，并返回对应的VIP。

步骤S3、策略服务器设置策略路由规则，将目的IP为VIP的数据全部策略路由到转换服务器。

其中，VIP是指DNS服务器白名单所述的VIP。

步骤S4、当用户进行GetTracker请求时，对应VIP段的GetTracker数据包被策略到转换服务器上。

步骤S5、转换服务器根据VIP和域名的对应关系，将VIP转成对应域名的真实IP，并向源站服务器请求资源。

其中，需要说明的是，转换服务器和DNS服务器会进行定期同步，以确定当前服务的域名和VIP的对应关系，以及确定哪些域名已经失活从而从DNS白名单中移除，直到该域名再次激活恢复正常。

步骤S6、重定向服务器监听由转换服务器转换到源站服务器的GetTracker数据包，并进行GetTracker有效数据包的甄选。

步骤S7、重定向服务器对GetTracker有效数据包进行重定向构造，返回给转换服务器。

步骤S8、转换服务器对返回来的数据包进行网络地址转换(Network AddressTranslation，NAT)，并返回给用户。

步骤S9、源站服务器进行对数据的验证之后，返回用户想要的数据包至转换服务器。

步骤S10、转换服务器对返回的数据包进行NAT后返回给用户。

步骤S11、对指定的VIP进行GetPeer请求，按照上述步骤S3至步骤S10进行GetPeer重定向。

需要说明的是，第一次执行步骤S3至步骤S10，用于重定向GetTracker数据包，重定向的内容是一些可以策略的VIP，当用户收到该GetTracker数据包后，会对指定的VIP进行GetPeer请求；第二次执行步骤S3至步骤S10，在重定向GetPeer成功后将数据包引导到第三方加速平台。

参照图3，在本发明的一个优选实施例中，基于DNS的P2P缓存引导方法包括以下步骤：

1)系统启动时配置DNS白名单和VIP的对应关系，DNS加载配置后假设对应到了www.xxx.com域名和VIP 1.2.3.4的对应关系。

2)当用户需要请求www.xxx.com的域名时，DNS服务器将该域名的VIP返回给用户，即此处返回了1.2.3.4给用户。

3)策略服务器添加了1.2.3.4/24的网段，使得该网段的数据到被策略到转换服务器，非该网段的数据包都从正常流程出去。

4)用户率先进行GetTracker的请求，开始进行P2P相关的操作，GetTracker的地址为第2步获取到的1.2.3.4，策略满足就将该请求报文策略到转化服务器。

需要说明的是，GetTracker之前可能还会有别的一些操作，因与本发明无关故不再此作介绍。

5)转换服务器在和DNS服务器进行同步时率先取得了www.xxx.com和VIP 1.2.3.4的对应关系，通过对转换规则的计算和解析，将该GetTracker数据包发送到www.xxx.com对应的源站服务器119.123.10.11的地址。

6)重定向服务器监听到了GetTracker的数据包，验证满足要求后对该数据包进行重定向，重定向结果为1.2.3.5，这是一个Tracker的地址。

7)源站服务器www.xxx.com也返回了正常的数据包，包含Tracker地址110.10.10.110。

8)用户收到两个数据包后，因为重定向包总是先收到，所以先对重定向到的Tracker地址1.2.3.5进行GetPeer操作，如果GetPeer失败则再对源站服务器返回的110.10.10.110进行相同的操作。当然这里的操作具体取决于P2P客户端的行为，不统一。

9)策略服务器同样将1.2.3.5数据包策略到转换服务器。

10)转换服务器同样通过规则将该数据包发往源站服务器110.10.10.110。

11)此时重定向服务器第一次收到GetPeer的数据包，经过验证若满足需求，将返回重定向数据包，数据包的内容则是Cache服务器的地址。

12)源站服务器Tracker也同时返回了对应的Peer列表数据。

13)用户收到Peer列表后会根据自己的策略进行相关的P2P下载，但是通常会先主动连接先到的Peer列表中的Peer进行下载。

以上即是P2P引导过程，接下来可进行P2P下载。由于P2P下载不属于本发明的保护范围之内，故在此不再赘述。

综上所述，本发明的基于DNS的P2P缓存引导系统及方法通过将重定向操作提前到GetTracker操作，只需监控指定数量的少数域名便可以方便的进行流量的精确过滤；通过DNS-forward引导确定数量的模块规则到本地解析DNS服务器做VIP对应映射，从而解决由于对流量过滤规则数量庞大和不精确所导致的分流过滤部署变更不灵活的问题；对VIP的GetTracker及GetPeer操作实现了与源站服务器的数据流通道，即使重定向服务器无法正常工作时，客户端仍然可以使用源站服务器的正常数据进行正常工作。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于DNS的P2P缓存引导系统，其特征在于：包括DNS服务器、策略服务器、转换服务器和重定向服务器；

所述DNS服务器用于根据配置的域名黑白名单和指定的虚拟IP地址段将用户的DNS白名单请求所对应的虚拟IP地址返回给用户；

所述策略服务器用于将指定目的虚拟IP地址段的用户数据策略到转换服务器；

所述转换服务器用于针对配置生成的对应规则将用户的不同数据包引导到不同的源站服务器，并且将源站服务器返回的数据包转发给对应的用户；

所述重定向服务器用于监听所有转换服务器发出去的数据包，甄选出有用的指定数据包进行重定向构造，然后返回给用户；

其中，所述重定向服务器对GetPeer数据包和GetTracker数据包进行重定向。

2.根据权利要求1所述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其特征在于：所述转换服务器和所述DNS服务器之间定时进行存活判断，通过DNS服务器判断哪些域名处于存活状态，哪些域名已经失活。

3.根据权利要求2所述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其特征在于：将失活的域名从DNS白名单中去除，且不再进行引导。

4.根据权利要求1所述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其特征在于：所述转换服务器按照不同的协议分别自发进行规则更新。

5.根据权利要求1所述的基于DNS的P2P缓存引导系统，其特征在于：所述重定向服务器能够根据自身的配置实现对GetTracker和GetPeer请求的分协议处理。

6.一种根据权利要求1-5之一所述的基于DNS的P2P缓存引导系统的P2P缓存引导方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、DNS服务器接收用户发出的指定域名解析请求；

步骤S2、DNS服务器生成域名和虚拟IP地址的对应关系，对已经在DNS白名单中的域名进行域名和虚拟IP地址对应关系的查询，并返回对应的虚拟IP地址；

步骤S3、策略服务器设置策略路由规则，将目的IP为虚拟IP地址的数据全部策略路由到转换服务器；

步骤S4、当用户进行GetTracker请求时，对应虚拟IP地址段的GetTracker数据包被策略到转换服务器上；

步骤S5、转换服务器根据虚拟IP地址和域名的对应关系，将虚拟IP地址转成对应域名的真实IP，并向源站服务器请求资源；

步骤S6、重定向服务器监听由转换服务器转换到源站服务器的GetTracker数据包，并进行GetTracker有效数据包的甄选；

步骤S7、重定向服务器对GetTracker有效数据包进行重定向构造，返回给转换服务器；

步骤S8、转换服务器对返回来的数据包进行NAT，并返回给用户；

步骤S9、源站服务器进行对数据的验证之后，返回用户想要的数据包至转换服务器；

步骤S10、转换服务器对返回的数据包进行NAT后返回给用户；

步骤S11、对指定的虚拟IP地址进行GetPeer请求，按照上述步骤S3至步骤S10进行GetPeer重定向。

7.根据权利要求6所述的基于DNS的P2P缓存引导方法，其特征在于：所述转换服务器和所述DNS服务器进行定期同步，以确定当前服务的域名和虚拟IP地址的对应关系，以及确定哪些域名已经失活从而从DNS白名单中移除，直到该域名再次激活恢复正常。