上海交通大學高校基于ECS優化DNS權威解析

建設與應用

網絡管理

上海交通大學

高校基于

ECS

優化

DNS

權威解析

載/

章思宇封寒松黃保青

大型互聯網網站和服務采用使

CDN

用戶就近訪問資源以提高訪問速度

CDN

在各地區

、

各運營商部署的肖點

，

大多通

過

DNS

進行流量調度

：

權威

DNS

服務器

的分離解析

(

Split)

DNS

技術根據不同來

源

IP

地址對同一域名返回不同的解析結

果

，，當用戶使

實現了差異化的流量調度

用運營商提供的本地遞歸

DNS

服務器時.

該方法能較好地將用戶引導到最優的

CDN

帶點

，

因為權威服務器看到的查詢

DNS

源

IP

即遞歸服務器

IP

與用戶處于同一地

區和運營商

然而.隨著公共

DNS

服務的流行

(

如

OpenDNS(JooglePublic

、

DNS

、

114DNS

等

),

遞歸服務器的

【

P

地址已無法代表用戶所在

的地區和運營商服務采用

：

即使公共

DNS

T

Anycast

部署

，

其節點分布仍存在很大

局限性

，

尤其是國外的和

OpenDNS

Google

公共

DNS

目前在中國大陸尚無節點

。

為了給使用公共

DNS

服務的用戶提

供更準確的

CDN

域名引導

，

EDNS

Client

Subnel

(

ECS

)

擴展允許遞歸

DNS

服務器

將用戶

IP

子網信息包含在

DNS

查詢請求

中.以幫助權威服務器識別用戶位置和

運營商

，返回最優的解析結果

ECS

的

工作機制在

RFC

7871

中定義

，

目前被

Google

、

OpenDNS

和騰訊

DNSPod

等公共

L

)

NS

服務所支持

。

支持

ECS

的權威解析方案

ISC

BIND

作為最流行的開源

DNS

服務

52

中國教育網絡

20194

器軟件

，

從

2016

年的

9.11

.

.

(gdnsd)

版本開始試驗性地支持權

(ISC

BIND)

vpn

geoip

!

|vpn

CNAME

DYNC

vpn

威服務器的

ECS

功能

；

vpn

{

=>

dcmap{

但由于

GeoIP

支持的局限

=>

A202.120.14.5

sjtu

=>

.

,

183.195.252.42

性使其實現難以符合

RFC

A

cernet

=>

.

,

A58.247.200.250

cmcc=>

.

,

unicorn

規范，

，

且配置效率低下

=>

.

,

該功能在

2018

年

9.13.1

版本中被移除"目前支持

圖

1

權威解析

ECS

配置示意

ECS

的權威

DNS

服務器

軟件有

gdnsd

和

PowerDNS

局負載均衡

).

但利用默認的

MaxMind

上海交通大學的郵件系統、

入校

VPN

(

；

eoIP

數據庫不能實現國內幾大運營商的

和開源軟件

FTP

鏡像等訪問量較大的服務

區分

(

gdnsd

尚不支持數據庫

GeoIP

ASN

),

配置有多個運營商的服務地址服務地址

因此我們使用

提供的國內運營

的選擇過去采用

ISC

BIND

的視圖

(

View

)

商配置文件

IPv4

和

IPv6

地址段在

gdnsd

功能實現分離解析

DNS

，

始終存在對公

中定義

“

nets”

實現自定義的

IP

段到

“數

共

DNS

用戶的錯誤引導問題

，

尤其是將

據中心

”

的映射.

眾多使用

Google

等國外公共

DNS

的國內

為了驗證

ECS

權威解析的效果

，

從

用戶

，

引導到郵件系統的海外鏡像節點

，

202

」

20.2.x

的教育網地址發起對

.

造成訪問速度顯著下降為了解決該問題.

cngdnsd

的

DNS

請求，

同時利用

的

Reflect

學校權威域名服務引入支持

ECS

的方案

插件配置

whoatni

子域名返回遞歸服務器

來替代

ISC

BIND

的視圖功能

地址和

ECSECS

地址

。的百

對于不支持

新方案采用軟件

gdnsd

，

建立支持

度公共

DNS

［

網絡管理

建設與應用

DNSPod

（

119.29.29.29

）

,

盡管其遞歸來源

183.57.53.63

（

圖

2-c

）

屬于廣東省電信

，

但

根據其提供的

ECS

地址

202.120.2.1

仍可將

用戶引導到最優的教育網入口

（

圖

2-d

）

1

表

1

校園網用戶服務選擇

DNS

#

服務商IP

典型

地址

用戶數

ECS

114DNS

114.114.114.114

8.8.8.8Google

10265

7340

3080

3037

2468

2258

支持

支持

2

騰訊

DNSPod

ECS

優化效果分析

Jia ZHANGAlexa

等人

2017

年對

排名

前

1

萬的網站域名進行了探測

，

結果顯示

在過去

5

年間

CDN

的使用率沒有明顯增

3

4

119.29.29.29

223.5.5.5

阿里

5

6

7

8

9

百度

180.76.76.76

101.198.199.200

101.226.4.6

1.1.1.1

360

DNS

派

長

，

但權威服務器支持

ECS

的比例有了

顯著提升.排名前

100

的網站有超過

50%

783

支持

ECS

。

過去的研究更多地關注

CDN

或網站側支持

ECS

的情況

，

而學校權威域

名服務啟用

ECS

的效益取決于使用公共

Cloudflare

Ope

nDNS

631

208.67.222.222

301

1161.2.4.8

支持

DNS

服務的用戶規模和公共

DNS

對

ECS

的支持情況

。

通過對校園網

DNS

服務器和校園網

10

CNNIC

表

2

ECS

請求源地址分布統計

出口

DNS

流量持續一個月的分析

，

9.38

萬個校園網用戶中有

1.87

萬使用校外公

#

自治系統

地址數

請求數

請求％

11266

AS15169Google73.50%

91111120

LLC

315

63

20.19%

共（按獨立

DNS

服務

IP

統計

）

，

占比達

2

3

4

5Telecom

AS36692

OpenDNS,

LLC

AS30607

302

Direct

Media1935296

LLC

AS58466Guangdong

860683

CHINANET

...

AS58540

Zhuzhou

China0.64%

AS23650

CHINANET

province

jiangsu

...

AS23724

IDC,

ChinaTelecommunications

...

25027007

20%

。

各公共

DNS

的用戶數統計見表

1,

Google

和騰訊

DNSPod

默認支持

ECS,

1.56%

0.69%

0.64%

申請后也對我校域名啟用

ECS,

三者合并用戶數

8922

個由此計算學校

，

權威域名服務支持

ECS

后可使

9.5%

的校

1

1

798845

787872

園網內用戶受益

。

圖

3

顯權威服務器一

Z5

了兩臺

gflnsd

個月內每小時的請求數，

兩臺合計處理平

均每秒

204.5

個請求

，

其中支持

ECS

的請

63

7

1

4111670.33%

349251

0.28%

0.28%

0.27% of

8

9

10

AS4837

UNICOM

CHINA

China169

...

10

8Ltda

AS28299Internet

IPV6343330

332420

求占

25.1%

。

全月處理的

1.24ECS

億個

查詢請求

，

來自總共地址

2038

個

IP

，

分屬

51

個不

AS

17638

TIANJIN CT

Provincial

Net

7

同的自治系統

，

統計如表

2：

其中來自

GoogleOpenDNS

和

的請求最多

，

分別占

總和

ECS

請求數的

73.50%

20.19%

：

支持

結果顯示.上海交通大學校園網內有

9.5%

的用戶使用支持

ECS

的公共

DNS

服務.

ECS

的請求中，

來自中國大陸地區的僅占

5.31%

ECS

查詢攜帶的用戶地址信息

，

99.41%

為。

IPv4

IPv6

地址

,

僅占

0.59%

使用支持

ECS

的權威服務器（

如

該改進可使

8922

位校園網用戶受益

與

此同時，

gdnsd

權威服務器上線后

，

處理

的校外遞歸

DNS

服務器請求中.有

25-1%

的查詢請求支持