CN112689030B - Dns缓存更新方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DNS缓存更新方法及系统，其中所述方法包括如下步骤：接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器；根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理。本发明可以快速更新域名解析缓存，保证错误域名解析快速被清除，避免域名解析带来的不正常工作。

Description

DNS缓存更新方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络通信技术领域，尤其涉及一种DNS缓存更新方法及系统。

背景技术

DNS（Domain Name System，域名系统）提供了互联网上的一个重要服务，其本质是建立了人的名字世界和底层的二进制协议地址世界的桥梁。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的 IP地址数串，通过域名最终得到该域名对应的 IP 地址的过程叫做域名解析。具体地，在DNS体系中，主要分为权威服务器，递归服务器及存根解析器三个部分，存根解析器用来发起域名解析，递归服务器用来接收和处理存根解析器的域名解析请求，并对解析到的域名进行缓存，权威服务器用来存储DNS数据和响应递归服务器的查询。

但是，在递归服务器按照DNS协议执行域名查询的过程中，大部分为了减少查询时间，会为域名结果设置缓存甚至提高相应的缓存时间，如果实际的域名结果已经在权威服务器上被更新，而递归服务器由于缓存时间并不会进行及时地更新，这样就会导致终端用户访问不到最新的解析结果。另外，当权威服务器上配置了错误的域名解析结果时，由于递归服务器分散在全球各地的不同运营商、不同版本递归等相应的缓存中，导致无法及时撤销整个DNS体系中错误的域名结果，只能被动等待缓存时间过期，大大增加了DNS查询的不便性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DNS缓存更新方法及系统，解决了现有技术中DNS体系中对域名结果的缓存更新滞后，只能被动地接受与权威服务器数据同步的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的一种DNS缓存更新方法，包括如下步骤：

接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器；

根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理。

作为本发明上述DNS缓存更新方法的进一步改进，根据权威服务器的更新内容确定合法性及权限，以确定是否触发相应的清理操作。

作为本发明上述DNS缓存更新方法的进一步改进，在执行清理操作后，还会向所述第一服务器推送更新后的域名资源记录。

作为本发明上述DNS缓存更新方法的进一步改进，对清理的数据进行备份，以实现恢复回溯操作。

作为本发明上述DNS缓存更新方法的进一步改进，根据所述第一服务器版本信息，来提供清理操作的接口。

作为本发明上述DNS缓存更新方法的进一步改进，为对应第一服务器的清理操作设置对应的任务队列，支持接收多个权威服务器的更新内容，以在设定的操作周期统一对所述第一服务器执行清理操作。

为了解决上述技术问题，本发明的一种DNS缓存更新系统，包括：

确定单元，用于接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器；

执行单元，用于根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理。

作为本发明上述DNS缓存更新系统的进一步改进，所述确定单元根据权威服务器的更新内容确定合法性及权限，以确定是否触发相应的清理操作。

作为本发明上述DNS缓存更新系统的进一步改进，所述执行单元根据所述第一服务器版本信息，来提供清理操作的接口。

作为本发明上述DNS缓存更新系统的进一步改进，所述执行单元为对应第一服务器的清理操作设置对应的任务队列，支持接收多个权威服务器的更新内容，以在设定的操作周期统一对所述第一服务器执行清理操作。

与现有技术相比，本发明通过在权威服务器和递归服务器之间设置一种一对多的依赖关系，当任意权威服务器发生了内容更新，所有依赖于它的递归服务器等都得到通知并被自动同步，特别是提高不同运营商、不同区域递归缓存的统一管理性。本发明可以快速更新域名解析缓存，保证错误域名解析快速被清除，避免域名解析带来的不正常工作。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施方式，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为本发明一实施方式中DNS缓存更新方法流程图。

图2为本发明一实施方式中DNS缓存更新组件模块图。

图3为本发明一实施方式中递归服务方注册流程图。

图4为本发明一实施方式中权威服务方注册流程图。

图5为本发明一实施方式中执行缓存清理流程图。

图6为本发明一实施方式中缓存清理队列实现流程示意图。

图7为本发明一实施方式中DNS缓存更新系统示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限定本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法或功能上的变化均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，在不同的实施方式中，可能使用相同的标号或标记，但这些并不代表结构或功能上的绝对联系关系。并且，各实施方式中所提到的“第一”、“第二”也并不代表结构或功能上的绝对区分关系，这些仅仅是为了描述的方便。

如图1所示，本发明一实施方式中DNS缓存更新方法流程图。在具体的实施方式中，DNS缓存更新方法包括如下步骤：

步骤S1、接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器。如上所述，权威服务器和递归服务器是DNS体系中最重要的两个查询节点，递归服务器可以作为终端用户的查询代理，向权威服务器发起特定域名的查询。在大多数情况下，为了减少递归服务器向权威服务器查询的时间，会在递归服务器中设置缓存用来存放权威服务器中存储的相应资源记录，如果需要查询的时候，就可以直接通过缓存来实现查询。这里就会存在一个问题，递归服务器的缓存与权威服务器的存储是相对独立的，因此权威服务器存储的更新并不必然带来递归服务器的缓存内容更新，通常的做法是为递归服务器的缓存设置生存时间，当超时后会主动向权威服务器重新查询相应的资源记录，相应地，整个过程就会基于生存时间而产生滞后性。需要说明的是，这里更新的缓存并必然特指的是递归服务器中的缓存，实际上在电脑本地等其他第一服务器中也有类似的缓存，也可以采用本发明的实施方式。

在本发明实施方式中，为了实现递归服务器缓存的实时更新，会在权威服务器和缓存所在的第一服务器之间建立一种一对多的依赖关系，会分别对递归服务器和缓存所在第一服务器（可以是递归服务器）进行管理。如图2所示，可以在权威服务器和递归服务器之间设立一个第三方管理平台，具体包括递归管理组件11、权威管理组件12、缓存清理服务组件13及缓存清理执行组件14。递归管理组件11对递归服务器进行管理，比如接收递归服务器的注册并维护递归服务器的运维方信息、IP地址、管理密码、递归服务器版本等。如图3所示，在接收递归服务方注册时，会对递归服务方的身份进行验证，在身份不是伪造的情况下，接收递归管理接口的注册，即保存调用对应递归服务器增删改查的管理接口以在需要更新内容时通过调用相应的接口来实现对递归服务器实施相应的信息更新，相应地，第三方管理平台也有与管理接口对接的操作接口，以发出具体操作的指令，操作接口包括适应于多种版本的可选接口，在实施操作前先对递归服务器的相应版本进行确定，从而选取合适版本的操作接口实施操作。需要说明的是，在身份验证不合法或管理接口注册失败时，会向注册的递归服务器发出错误提示。在图2中，权威管理组件12是对权威服务器进行管理，比如接收权威服务器的注册并维护权威服务器的运维方信息、IP地址、服务级别、权限、角色等。如图4所示，在接收权威服务方注册时，会对权威服务方的身份进行验证，在身份不是伪造的情况下，接收缓存清理服务订阅，即保存与本权威服务器进行实时数据同步的递归服务器列表，进一步还具体到具有更新权限的资源记录列表，这些订阅信息可以是由递归服务器与权威服务器之间通过交互实现的相应配置，也可以是权威服务器记录的向本权威服务器发起查询的递归服务器及查询的资源记录等。如上所述，需要强调的是，订阅的内容不仅可以包括有权限管理的递归服务器，还包括具体具有权限更新的资源记录范围等，这样才能保证实施的清理不超过授权的范围。进一步在身份验证不合法或注册失败时，会向注册的权威服务器发出错误提示。对于图2中的缓存清理服务组件13和缓存清理执行组件14是具体实现数据清理和同步的模块，缓存清理服务组件13使用递归管理组件11和缓存清理执行组件14的接口，提供类似一键清除功能或定制清除功能，通过任务队列来加速缓存清理操作的执行。缓存清理执行组件14则是实际执行清理操作的组件，具体分析递归服务器的版本信息，选择适应的清理操作接口发送相应的操作指令。因此，缓存清理服务组件13和缓存清理执行组件14用于基于递归管理组件11和权威管理组件12建立起的依赖关系，来实现相应的数据同步工作，以下也会进一步地详细阐述。

当特定的权威服务器存在有内容更新时，比如更正之前错误的资源记录，或者资源记录中相应内容发生变更，此时，更新内容可以实时地被第三方管理平台所接收或主动感知，因为相应的权威服务器在对应的第三方管理平台存在注册。此时，就可以对特定权威服务器的更新内容进行分析，以确定需要主动发起同步更新的第一服务器有哪些，如上所述，这是由缓存清理服务订阅决定的，在优选的实施方式中，会对更新内容的合法性及权限进行判断，以确定需要触发清理操作的第一服务器及触发清理的范围，比如对更新内容中域名、IP地址格式进行判断，亦或者对可以对哪些第一服务器进行清理的权限等。

步骤S2、根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理。在确定需要更新的第一服务器时，则会调用第一服务器注册的管理接口实施清理操作，具体地，根据所述第一服务器信息，来提供清理操作的接口，由于对于不同版本的第一服务器可能存在不同的操作逻辑，因此在触发清理操作时，会先对第一服务器的版本进行判断，然后调用对应版本的清理指令进行实施。如图5所示，当接收到权威服务器的更新内容确定为清理触发指令时，会对域名和类型是否合法以及对应的第一服务器是否具有操作权限等进行判断，只有在完全符合时，才会执行相应清理操作直到执行成功。在更多的实施方式中，在判断合法性或权限失败时或执行失败时，会产生错误提示，以告知可能存在的问题。

需要说明的是，在确定执行操作的范围时，不仅需要确定具有权限的第一服务器，也要确定具有权限的清理内容范围，比如本权威服务器仅仅只有baidu.com的资源记录更新权限，就不能将第一服务器中关于taobao.com的资源记录进行清理。进一步，为了减少误清理带来的损失，在执行清理操作后，会自动对清理的数据进行备份，以在发现存在误清理时，可以从备份中恢复，回溯之前的资源记录。在更多的实施方式中，当权威服务器存在更新时，是对具有权限的递归服务器的具有权限的资源记录进行清理，当递归服务器需要查询清理后的资源记录时，是主动向对应的权威服务器重新发起查询的，此过程即是常规的递归查询过程。在优选的实施方式中，为了减少上述的查询时间，在执行清理操作后，还会向对应第一服务器推送更新后的域名资源记录，即第一服务器可以实时获得对应权威服务器具体的更新内容，而当终端用户发起相应资源记录的查询时，递归服务器可以直接使用缓存中更新的内容。

如图6所示，当确定到对应缓存清理的触发，比如由权威服务器主动发起的对特定递归服务器的清理操作或者第三方管理平台主动感知到对应权威服务器的对应资源记录需要更新，就会进一步执行缓存清理。在执行缓存清理的过程中，会根据不同的第一服务器，即可以是不同的递归服务器，亦可以是趋同的多个递归服务器形成的递归服务器组，生成不同的缓存清理任务，并提交给对应的任务队列中，队列与队列之间资源的使用相对独立，分别针对特定的递归服务器或递归服务器组实施第一缓存执行、第二缓存执行……第n缓存执行等。每个缓存执行的队列，会根据自身队列的情况来实施对应的清理策略，即在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容进行清理。比如，相应的队列负责对特定的递归服务器进行清理，它可以同时接收多个权威服务器的更新内容，这些更新内容相对于同一个递归服务器都是具有权限的，相应的队列可以设定相应的更新数量周期或者更新时间周期，当满足相应的条件就触发清理工作，具体是对特定服务器中的相应资源记录进行批量删除，这样特定递归服务器就不会使用那些过期的已经被更改过的资源记录。进一步，当执行成功时结束相应的操作，当执行失败时，还会重新提交任务队列重新触发清理工作。为了减少不必要的死循环，优选地在重新提交任务队列前，还会对循环次数设置阈值，只有在未超过阈值时才会重新提交任务队列，而在判断确定超过阈值时，则会停止循环直接结束。

如图7所示，本发明一实施方式中DNS缓存更新系统示意图。DNS缓存更新系统具体包括确定单元U1及执行单元U2，确定单元U1主要负责对权威服务器内容更新的内容确定，比如通过不断轮询特定的权威服务器或者接收权威服务器的更新通告等，然后再确定对应需要更新的第一服务器是哪些，具体可以是特定的递归服务器。如上所述，建立权威服务器和递归服务器两者之间的依赖关系，是靠递归管理组件和权威管理组件两者的注册维护，相应地可以记载权威服务器对应资源记录与递归服务器对应资源记录之间的映射关系，这种关系可以根据实际的情况，是一对多，也可能是多对一的关系。进一步，由执行单元U2来实施对特定递归服务器的清理，在更多的实施方式中，不仅清理掉过期的资源记录，还会将权威服务器中更新的资源记录同步到对应递归服务器的缓存中。

在具体的实施方式中，确定单元U1，用于接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器。确定单元U1在确定到列表中的权威服务器出现了内容更新，就会触发相应的清理操作，其首先从相应的权限列表中确定相应需要更新的递归服务器等第一服务器，进一步确定对应第一服务器缓存需要清理的目标。优选地，确定单元U1根据权威服务器的更新内容确定合法性及权限，以确定是否触发相应的清理操作，具体可以包括对更新内容中域名、IP地址格式进行判断，亦或者对可以对哪些第一服务器进行清理的权限等。

执行单元U2，根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理。通过确定单元U1确定需要清理的目标后，由执行单元U2来实际执行相应的清理操作，具体地，在相应的列表中保存需要清理的第一服务器的管理接口，判断第一服务器的版本来调用指定版本的操作接口去对接第一服务器的管理接口，从而删除对应的资源记录，需要说明的是，对第一服务器的删除权利是通过权限设置的，即递归服务器在注册时或在后期的维护中通过修改配置来实现的可以由哪些特定的权威服务器的更新触发的。在优选的实施方式中，当对第一服务器中的相关资源记录进行删除时，还会对删除后的资源记录进行备份存储，即对清理的数据进行备份，以实现恢复回溯操作，由于第一服务器的删除操作是由外部网络的设备发起的，因此不可避免地可能出现相应地误操作，特别还会存在不可预测的网络攻击，比如冒充特定权威服务器权限的设备发起对递归服务器的删改。相应地，备份操作模块可以设置在第一服务器内部，当特定数据被执行删除时，自动执行备份操作，在设备的其他存储区域留存一份备份供恢复时调用。

执行单元U2通过对第一服务器缓存中的过期资源记录执行实时地删除，可以保证不会查询使用到过期的资源记录，从而避免错误的网络访问。但是如果存在相关资源记录的查询请求时，以递归服务器为代表的第一服务器还是需要向对应权威服务器发起查询，从而获得最新的资源记录，这样不可避免地会增加相应的查询时间。因此，在优选的实施方式中，执行单元U2在执行清理操作后，还会向对应的第一服务器推送更新后的域名资源记录，即不仅会删除掉过期的资源记录，还会将更新后的资源记录主动地发送给对应的第一服务器，而不是由权威服务器被动地等待对应的递归服务器来逐级进行查询，大大提高了整个DNS体系中的查询效率。

进一步需要说明的是，针对执行单元U2的执行过程，在整个DNS体系中，可能存在多个权威服务器及多个递归服务器，递归服务器缓存中的资源记录可能来自于不同的多个权威服务器，而同时也可能存在多个权威服务器的相关资源记录正在更改，此时在这种多对多的信息流中，如何准确、高效地实现递归服务器与权威服务器之间的实时同步，之间的第三方管理平台起到了很重要的纽带作用。需要补充的是，第三方管理平台可以运行在独立的服务器中，或者兼容地运行在特定的递归服务器或权威服务器上，支持与其他递归服务器或权威服务器进行交互。它的作用就是在权威服务器和递归服务器之间设置一种一对多的依赖关系，当任意权威服务器发生了内容更新时，所有依赖于它的递归服务器等都得到通知并被自动同步，在本实施方式中，具体地则是执行对特定递归服务器中的过期资源记录的清理，以保证缓存中的资源记录都是最新最准确的。为了实现大数据量的并发处理，在优选的实施方式中，执行单元U2可以为了特定第一服务器的清理操作生成一个清理任务，配备一个单独的任务队列，进一步根据情况也可以由一个单独的任务队列来负责多个趋同的第一服务器的操作。对于同一任务队列而言，以操作一个独立的第一服务器为例，需要实施更新的数据可能来自于于不同的权威服务器，此时对应任务队列支持接收多个权威服务器的更新内容，当确定单元U1确定对应的更新内容属于特定的第一服务器时，第一服务器对应的任务队列就会把相应的内容更新项放入到自身的队列中，如果还有其他权威服务器的更新内容，也会依次放入到自身的队列中。任务队列会设置对应的操作周期，比如设定的更新内容量或设定的更新时间周期，当符合条件时，对应的任务队列就会调用相应的接口向对应的第一服务器发起清理操作或者替换掉过期的资源记录。需要说明的是，DNS缓存更新系统的具体实施方式可以参照DNS缓存更新方法的具体实施方式。

结合本申请所公开的技术方案，可以直接体现为硬件、由控制单元执行的软件模块或二者组合，即一个或多个步骤和/或一个或多个步骤组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块，例如ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路）、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。为了描述的方便，描述上述装置时以功能分为各种模块分别描述，当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请也可以借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分也可以以软件产品的形式体现出来。该软件可以由微控制单元执行，依赖于所需要的配置，也可以包括任何类型的一个或多个微控制单元，包括但不限于微控制器、DSP(Digital Signal Processor，数字信号控制单元)或其任意组合。该软件存储在存储器，例如，易失性存储器（例如随机读取存储器等）、非易失性存储器（例如只读存储器、闪存等）或其任意组合。

综上所述，本发明通过在权威服务器和递归服务器之间设置一种一对多的依赖关系，当任意权威服务器发生了内容更新，所有依赖于它的递归服务器等都得到通知并被自动同步，特别是提高不同运营商、不同区域递归缓存的统一管理性。本发明可以快速更新域名解析缓存，保证错误域名解析快速被清除，避免域名解析带来的不正常工作。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种DNS缓存更新方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器；

根据权威服务器的更新内容确定合法性及权限，以确定是否触发相应的清理操作；

根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理；

根据所述第一服务器版本信息，来提供清理操作的接口；

为对应第一服务器的清理操作设置对应的任务队列，支持接收多个权威服务器的更新内容，以在设定的操作周期统一对所述第一服务器执行清理操作。

2.根据权利要求1所述的DNS缓存更新方法，其特征在于，在执行清理操作后，还会向所述第一服务器推送更新后的域名资源记录。

3.根据权利要求1所述的DNS缓存更新方法，其特征在于，对清理的数据进行备份，以实现恢复回溯操作。

4.一种DNS缓存更新系统，其特征在于，包括：

确定单元，用于接收权威服务器的更新内容，根据所述更新内容确定需要进行同步更新的缓存所在的第一服务器；

所述确定单元根据权威服务器的更新内容确定合法性及权限，以确定是否触发相应的清理操作；

执行单元，用于根据所述第一服务器注册的管理接口确定执行操作的范围，并在设定的操作周期内实现对所述第一服务器的缓存内容清理；

所述执行单元根据所述第一服务器版本信息，来提供清理操作的接口；

所述执行单元为对应第一服务器的清理操作设置对应的任务队列，支持接收多个权威服务器的更新内容，以在设定的操作周期统一对所述第一服务器执行清理操作。

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