负载均衡（二）DNS负载均衡

一、DNS原理及解析过程详解

相信大家在平时工作中都离不开DNS解析，DNS解析是互联网访问的第一步，无论是使用笔记本浏览器访问网络还是打开手机APP的时候，访问网络资源的第一步必然要经过DNS解析流程。下面我们将详细的给大家讲解DNS的相关知识。

什么是DNS

DNS就是域名系统，是因特网中的一项核心服务，是用于实现域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。

域名结构解析

如上图所示，域名结构是树状结构，树的最顶端代表根服务器，根的下一层就是由我们所熟知的.com、.net、.cn等通用域和.cn、.uk等国家域组成，称为顶级域。网上注册的域名基本都是二级域名，比如baidu.com、taobao.com等等二级域名，它们基本上是归企业和运维人员管理。接下来是三级或者四级域名，这里不多赘述。总体概括来说域名是由整体到局部的机制结构。

DNS解析流程

如上图所示，我们将详细阐述DNS解析流程。

1、首先客户端位置是一台电脑或手机，在打开浏览器以后，比如输入www.zdns.cn的域名，它首先是由浏览器发起一个DNS解析请求，如果本地缓存服务器中找不到结果，则首先会向根服务器查询，根服务器里面记录的都是各个顶级域所在的服务器的位置，当向根请求www.zdns.cn的时候，根服务器就会返回.cn服务器的位置信息。

2、递归服务器拿到.cn的权威服务器地址以后，就会寻问cn的权威服务器，知不知道www.zdns.cn的位置。这个时候cn权威服务器查找并返回zdns.cn服务器的地址。

3、继续向zdns.cn的权威服务器去查询这个地址，由zdns.cn的服务器给出了地址：202.173.11.10

4、最终才能进行http的链接，顺利访问网站。

5、这里补充说明，一旦递归服务器拿到解析记录以后，就会在本地进行缓存，如果下次客户端再请求本地的递归域名服务器相同域名的时候，就不会再这样一层一层查了，因为本地服务器里面已经有缓存了，这个时候就直接把www.zdns.cn的A记录返回给客户端就可以了。

DNS服务器的分类

常见的DNS服务器就是两种：权威解析服务器和递归解析服务器。递归解析服务器也可以叫做localDNS。

权威解析服务器

DNS权威服务器保存着域名空间中部分区域的数据。如果DNS服务器负责管辖一个或多个区域时，称此DNS服务器为这些区域的权威服务器。

根权威DNS或者二级权威服务器中的资源记录标记被指定为区域权威服务器的DNS服务器。通过资源记录中列出服务器，其他服务器就认为它是该区域的权威服务器。这意味着在 NS 资源记录中指定的任何服务器都被其他服务器当作权威的来源，并且能肯定应答区域内所含名称的查询。

递归服务器

递归服务器在正常情况下，初始的时候里面没有任何域名解析数据，里面所有的域名解析数据都来自于它到权威解析服务器的查询结果，一旦查询完毕，递归服务器就会根据TTL时间在本地形成一条缓存记录，并为用户提供DNS解析的查询服务，这是递归服务器的功能。

二、负载均衡

DNS（Domain Name System）是因特网的一项服务，它作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网。人们在通过浏览器访问网站时只需要记住网站的域名即可，而不需要记住那些不太容易理解的IP地址。在DNS系统中有一个比较重要的的资源类型叫做主机记录也称为A记录，A记录是用于名称解析的重要记录，它将特定的主机名映射到对应主机的IP地址上。如果你有一个自己的域名，那么要想别人能访问到你的网站，你需要到特定的DNS解析服务商的服务器上填写A记录，过一段时间后，别人就能通过你的域名访问你的网站了。DNS除了能解析域名之外还具有负载均衡的功能，下面是利用DNS工作原理处理负载均衡的工作原理图：

由上图可以看出，在DNS服务器中应该配置了多个A记录，如：

www.apusapp.com IN A 114.100.20.201;

www.apusapp.com IN A 114.100.20.202;

www.apusapp.com IN A 114.100.20.203;

因此，每次域名解析请求都会根据对应的负载均衡算法计算出一个不同的IP地址并返回，这样A记录中配置多个服务器就可以构成一个集群，并可以实现负载均衡。上图中，用户请求www.apusapp.com，DNS根据A记录和负载均衡算法计算得到一个IP地址114.100.20.203，并返回给浏览器，浏览器根据该IP地址，访问真实的物理服务器114.100.20.203。所有这些操作对用户来说都是透明的，用户可能只知道www.apusapp.com这个域名。

DNS域名解析负载均衡有如下优点：

1. 将负载均衡的工作交给DNS，省去了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦。

2. 技术实现比较灵活、方便，简单易行，成本低，使用于大多数TCP/IP应用。

3. 对于部署在服务器上的应用来说不需要进行任何的代码修改即可实现不同机器上的应用访问。

3. 服务器可以位于互联网的任意位置。

4. 同时许多DNS还支持基于地理位置的域名解析，即会将域名解析成距离用户地理最近的一个服务器地址，这样就可以加速用户访问，改善性能。

同时，DNS域名解析也存在如下缺点：

1. 目前的DNS是多级解析的，每一级DNS都可能缓存A记录，当某台服务器下线之后，即使修改了A记录，要使其生效也需要较长的时间，这段时间，DNS任然会将域名解析到已下线的服务器上，最终导致用户访问失败。

2. 不能够按服务器的处理能力来分配负载。DNS负载均衡采用的是简单的轮询算法，不能区分服务器之间的差异，不能反映服务器当前运行状态，所以其的负载均衡效果并不是太好。

3. 可能会造成额外的网络问题。为了使本DNS服务器和其他DNS服务器及时交互，保证DNS数据及时更新，使地址能随机分配，一般都要将DNS的刷新时间设置的较小，但太小将会使DNS流量大增造成额外的网络问题。

事实上，大型网站总是部分使用DNS域名解析，利用域名解析作为第一级负载均衡手段，即域名解析得到的一组服务器并不是实际提供服务的物理服务器，而是同样提供负载均衡服务器的内部服务器，这组内部负载均衡服务器再进行负载均衡，请请求发到真实的服务器上，最终完成请求。