目錄

  • 傳統思路的局限性
  • CDN是怎麼做的？
  • 神奇的解釋權機制（SOA）
  • DNS負載均衡的基本原理
  • 總結

當網站的訪問量大了就會考慮負載均衡，這也是每一個架構師的基本功了，其基本地位就相當於相聲里的說學逗唱，活好不好就看這個了 :)

傳統的負載均衡思路是單點的，不管你是硬體的還是軟體的基本都是這樣的原理，如下圖所示：

對於一般的需求來說，這樣的架構基本就可以解決問題了，而且維護起來也相對簡單，大多數公司也都是這麼乾的。

傳統思路的局限性

就如同上圖所示，傳統思路也存在非常明顯的局限性。

也就是說，網站的響應速度很大程度上局限於負載均衡節點的能力，而且一旦負載均衡節點本身掛掉的話，整個網站就完全癱瘓了。

後端的服務可以水平擴展，但是對於單個節點來說就算你再增大機器的配置也是有極限的，而且這也不符合互聯網技術的發展規律。

CDN是怎麼做的

作為互聯網上承載大部分流量的一大基礎設施，CDN對負載分流的解決思路很具有啟發性，如下圖：

從上圖可以看到，用戶的訪問被分流了，所有的請求不再是聚集到一個節點上，而是被分擔在了各個合適的節點上。

這樣即使存在單點故障，也僅僅只會影響到一部分用戶，況且我們還可以使用其他手段做故障轉移。

同樣的做法也可以借鑒到傳統的 BS 架構中，我們也可以把用戶的請求直接分流到不同的伺服器上，而不必經過一個統一的節點中轉。

這個分流是通過什麼做到的呢？

答案就是：DNS

你知道DNS是怎麼工作的嗎？

大部分人可能天天都用著DNS卻不知道它的基本原理，你可能知道我們訪問互聯網需要查詢dns伺服器，就是下面的這個玩意

我們只需要問它域名所對應的ip地址就行了。

但事情真的這麼簡單嗎？它是怎麼知道這個域名所對應的ip地址呢？

其實dns系統是一個典型的樹狀架構，上圖所示的dns伺服器其實應該叫dns緩存查詢伺服器，它是為了減輕互聯網上dns查詢的負載所設計的。

如果你的請求沒有命中緩存，那麼這個緩存伺服器就會自己進行一次標準查詢，然後再把結果緩存起來，簡單來說就是從根伺服器開始一級一級的問。

我們以前經常談到根伺服器的重要性其實就體現在這裡了，它保留了對所有域名的起始解釋權

神奇的解釋權機制(SOA)

上面講到根伺服器擁有一切域名的起始解釋權，但是如果你去問根伺服器它是不會直接告訴你最終答案的。

因為如果它要存儲所有的記錄，那它也太累了，這個負載和開銷是驚人的。

那它會告訴你什麼呢？它會告訴你應該去問誰，也就是它授權下一級伺服器來解答你的問題。

我們來看下面的擬人化過程：

  1. 我: root, root 告訴我， segmentfault.com 怎麼走？
  2. root: 呵呵，你可以去問.com的dns伺服器，地址是xxxxxx
  3. 我: .com, .com 告訴我，segmentfault.com 怎麼走？
  4. .com: 呵呵，你可以去問segmentfault.com的dns伺服器(dnspod之類的)，地址是xxxxxx
  5. 我: dnspod, dnspod 告訴我，segmentfault.com 怎麼走？
  6. dnspod: 拿著 xxxxxx，走你

DNS負載均衡的基本原理

了解了上述過程，我們得到兩個基本結論

  1. dns系統本身是一個分散式的網路，它是相對可靠的，起碼比你網站本身可靠的多
  2. dns的最終解釋是可以受我們自己控制的

有了這兩條結論，剩下的事情就簡單了，我們只需要在最終解釋的查詢結果上做文章就可以了。

簡單來說，就是將你的所有伺服器地址，按照自己需求制定的頻次，返回給用戶。

以github.com為例，我們首先獲取它的SOA伺服器（因為dns緩存查詢伺服器會緩存結果，如果你直接去查詢域名，會每次返回一樣的結果），.com的dns域名伺服器也是13台，它們是[a-m].gtld-servers.net，我們隨便選一台來找找github.com的SOA.如下圖：

OK，我們獲取了四個SOA伺服器 ns[1-4].p16.dynect.net，再隨便選一個來問問github.com對應的記錄吧，順便試幾次看看最終的ip地址會不會變化

我們這裡查詢了兩次，注意 ANSWER SECTION 部分返回了兩個結果，一次是192.30.252.129，一次是192.30.252.128。

這就是利用dns實現了負載均衡，你的最終訪問會到達不同的ip地址。

有哪些DNS服務商支持負載均衡呢？

這是一種比較高級的服務，一般域名註冊商的dns伺服器不會支持，目前我已知支持它的服務商有：

  1. AWS Route 53
  2. NSONE
  3. Dyn
  4. dnspod

其中1和4是我們已經在使用的，效果比較理想。

總結

其實DNS可以玩的花樣遠不止這些，還可以做故障轉移，也可以按地區解析等等。

域名從互聯網誕生之初就開始存在了，但是對它的研究以及衍生出來的使用方法才剛剛開始發掘，隨著大家對互聯網利用的提升，這類技術肯定會越來越多。

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