浅析基于 DNS 解析方式的 GSLB
GSLB（Global Server Load Balance，全局负载均衡）作为 CDN 系统架构中最核心的部分，负责流量调度。本文站在服务提供方的视角，做一些技术总结。
GSLB 横向对比
下表是三种常见的实现方式对比：
| 比较项 | 基于 DNS 解析方式 | 基于 HTTP 重定向方式 | 基于 IP 路由方式 |
|---|---|---|---|
| 性能 | 本地 DNS 服务器和用户终端 DNS 缓存能力使 GSLB 的负载得到有效分担 | GSLB 处理压力大，容易成为系统性能的瓶颈 | 借助 IP 网络设备完成负载均衡，没有单点性能瓶颈 |
| 准确度 | 定位准确度取决于本地 DNS 覆盖范围，用户的本地 DNS 设置错误会造成定位不准确 | 在对用户 IP 地址数据进行有效维护的前提下，定位准确且精度高 | 就近性调度准确，但对设备健康性等动态信息响应会有延迟 |
| 效率 | 效率约等于 DNS 系统本身处理效率 | 依靠服务器做处理，对硬件资源的要求高 | 效率约等于 IP 设备本身效率 |
| 扩展性 | 扩展性和通用性好 | 扩展性较差，需对各种应用协议进行定制开发 | 通用性好，但适用范围有限 |
| 商用性 | 在 Web 加速领域使用较多 | 国内流媒体 CDN 应用较多 | 尚无商用案例 |
其中，基于 DNS 解析方式的 GSLB 有两个注意点：
准确度
本地 DNS 服务器（英文：Local DNS Server，缩写：LDNS）是用户所在局域网或 ISP 网络中使用的域名服务器，定位准确度就取决于它了。因为当用户在浏览器里访问某个域名时，浏览器会首先向 LDNS 发起查询，LDNS 再代为向整个 DNS 域名系统发起查询，直到找到解析结果。域名解析流程详见本文。
如果 LDNS 设置不当，例如没有使用当前 ISP 提供的当地 LDNS，如 8.8.8.8，这种实现方式可能会误判用户的位置，从而将用户误导到错误的 CDN 缓存节点，造成加速效果差的问题。
缓存
DNS 的查询机制给使用它的互联网应用带来额外的时延，有时时延还比较大，为了解决问题，引入了“缓存”机制。缓存是指 DNS 查询结果在 LDNS 中缓存，当其它主机向它发起查询请求时，它就直接向主机返回缓存中能够找到的结果，直到数据过期。
在基于 DNS 解析方式下无论采用何种工作方式，都会有一些请求不会到达 GSLB，这是 DNS 系统本身的缓存机制在起作用。当用户请求的域名在本地 DNS 或本机（客户端浏览器）得到了解析结果，这些请求就不会达到 GSLB。Cache 更新时间越短，用户请求到达 GSLB 的几率越大。由于 DNS 的缓存机制屏蔽掉相当一部分用户请求，从而大大减轻了 GSLB 处理压力，使得系统抗流量冲击能力显著提升，这也是很多商业 CDN 选择 DNS 机制做全局负载均衡的原因之一。但弊端在于，如果在 DNS 缓存刷新间隔之内系统发生影响用户服务的变化，比如某个节点故障，某个链路拥塞等，用户依然会被调度到故障点去。
智能 DNS 实现浅析
基于 DNS 解析方式的 GSLB 的实现关键，就在于使 DNS “智能化”。简单来说，就是通过建立 IP 地址访问列表，判断用户的访问来源，以确定其访问节点的位置。下面浅析如何实现智能 DNS：
IP 地址收集策略
由于基于 DNS 解析方式的 CDN 使用 LDNS 进行寻址，因此我们只需要收集互联网上 DNS 服务器的 IP 地址。这样一来，收集的数量就会大大降低。为了更进一步缩小范围，一般使用 IP 地址加子网掩码的形式，如 123.175.0.0/16。在 IP 地址列表文件，就这么一行，却可以囊括很多 DNS 服务器。
IP 地址收集方法
除了可以跟第三方购买 IP 地址段之外，这里重点介绍下如何自行收集 IP 地址段。
ICANN —— 一个负责 IP 地址分配以及域名管理的机构，与之关联的五个 RIR 机构负责替 ICANN 分配与登记部分区域的 IP 地址段：
| RIR | Region |
|---|---|
| AFRINIC | Africa region |
| APNIC | Asia and Pacific region |
| ARIN | Canada, many Caribbean and North Atlantic islands, and the United States |
| LACNIC | Latin America and parts of the Caribbean |
| RIPE NCC | Europe, the Middle East and parts of Central Asia |
可见，亚太地区的 IP 地址由 APNIC 分配，访问这里可以知道在何处得到 IP 地址分配的有用信息。进入 FTP ，阅读 README 以了解该下载哪个文件以及文件的格式。下载 delegated-apnic-latest 文件，过滤出分配给中国大陆（CN）的 IP 地址。
然后可以通过 ICANN Lookup 或 CNNIC IP 地址注册信息查询系统查询这个地址段属于哪个运营商，但一次只能查询一个地址段，根本无法手工完成所有地址段的查询，因此推荐在 Linux 下使用 whois 命令以遍历的方式逐个查询，然后按关键字归类、去重、排序，按运营商产生几个独立的文件。如果各 IP 地址租用方未能按统一的标准在 APNIC 提交注册信息则需要特殊处理。
IP 地址列表使用
最后，将每个 IP 地址列表文件关联一个 Bind 的视图 View。定义视图的目的在于，当有来自某个文件所列 IP 范围内的客户发起查询请求时，使用本视图的区文件进行域名解析。通俗的说，就是让某个运营商线路的用户，去访问某个运营商机房的服务器。