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DNS在架构设计中的巧用

一、缘起

一个http请求从客户端到服务端,整个执行流程是怎么样的呢?

一个典型流程如上:

(1)客户端通过域名daojia.com请求dns-server

(2)dns-server返回域名对应的外网ip(1.2.3.4)

(3)客户端访问外网ip(1.2.3.4)向反向代理nginx

(4)反向代理nginx配置了多个后端web-server服务内网ip(192.168.0.1/192.168.0.2)

(5)请求最终落到某一个web-server进行处理

其中,第一个步骤域名daojia.com到外网ip(1.2.3.4)的转换,发生在整个服务端外部,服务端不可控。

架构设计时,能够巧用dns做一些什么事情呢,是本文要讨论的问题。

二、反向代理水平扩展

典型的互联网架构中,可以通过增加web-server来扩充web层的性能,但反向代理nginx仍是整个系统的唯一入口,如果系统吞吐超过nginx的性能极限,难以扩容,此时就需要dns-server来配合水平扩展。

具体做法是:在dns-server对于同一个域名可以配置多个nginx的外网ip,每次dns解析请求,轮询返回不同的ip,这样就能实现nginx的水平扩展,这个方法叫“dns轮询”。

三、web-server负载均衡

既然“dns轮询”可以将同一个域名的流量均匀分配到不同的nginx,那么也可以利用它来做web-server的负载均衡:

(1)架构中去掉nginx层

(2)将多个web-server的内网ip直接改为外网ip

(3)在dns-server将域名对应的外网ip进行轮询解析

和nginx相比,dns来实施负载均衡有什么优缺点呢?

优点

  • 利用第三方dns实施,服务端架构不用动
  • 少了一层网络请求

不足

  • dns只具备解析功能,不能保证对应外网ip的可用性(即使能够做80口的探测,实时性肯定也是比nginx差很多的),而nginx做反向代理时,与web-server之间有保活探测机制,当web-server挂掉时,能够自动迁移流量
  • 当web-server需要扩容时,通过dns扩容生效时间长,而nginx是服务端完全自己可控的部分,web-server扩容更实时更方便

因为上面两个原因,架构上很少取消反向代理层,而直接使用dns来实施负载均衡。

四、用户就近访问

如文章“缘起”中所述,http请求的第一个步骤域名到外网ip的转换,发生在整个服务端外部,服务端不可控,那么如果要实施“根据客户端ip来分配最近的服务器机房访问”,就只能在dns-server上做了:

(1)电信用户想要访问某一个服务器资源

(2)浏览器向dns-server发起服务器域名解析请求

(3)dns-server识别出访问者是电信用户

(4)dns-server将电信机房的nginx外网ip返回给访问者

(5)访问者就近访问

根据用户ip来返回最近的服务器ip,称为“智能dns”,cdn以及多机房多活中最常用。

五、总结

架构设计中,dns有它独特的功能和作用:

  • dns轮询,水平扩展反向代理层
  • 去掉反向代理层,利用dns实施负载均衡
  • 智能dns,根据用户ip来就近访问服务器

本文分享自微信公众号 - 架构师之路(road5858),作者:58沈剑

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原始发表时间:2017-05-17

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