背景

DNS初步认识

  DNS(Domain Name Server,域名系统)是互联网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使用户方便的访问互联网,而不用去费力的记忆IP字符串。通过域名,最终可以得到该域名对应的IP地址的过程叫做域名解析。DNS协议运行在UDP洗衣上,使用的是53号端口。
  
  

DNS的重要性以及高可用(DNS冗余)

重要性

  
  DNS解析是目前互联网大多数应用的实际的寻址方式;域名技术的不断发展,和基于域名技术出现的新技术和新思路极大的丰富了互联网的应用;域名现在起着互联网的一种类似于身份标记的作用,具有唯一性,因此互联网的全球化发展也使得域名也成为一种重要的资源

冗余(高可用)

  
  NS服务器在互联网上承担的如此重要的任务,因此其高可用性也成为了重点。在一个区域的资源记录通过手动或自动方式更新到单个主名称服务器(主DNS)上,主DNS服务器可以是一个或者多个区域的权威名称服务器。
  冗余的DNS服务器做为同一区域中主服务器的备份服务器,防止主服务器无法访问或者宕机。辅DNS服务器会定期与主DNS服务器通讯,进而保证它的区域信息文件保持最新。如果不是最新的信息,辅助DNS服务器就会从主DNS服务器上获取最新的区域数据文件副本。这种将区域文件复制到多台名称服务器的过程称为区域复制。

  
  

环境与架构图

  

软件环境

  由于本次试验要模拟整个DNS的解析流程,因此需要的8台虚拟机,在其中5台机器上安装bind程序提供域名解析服务,2台虚拟机安装httpd(web服务)提供网页访问服务,剩下的一台虚拟机模拟客户端进行DNS查询。
注意:
  1.实验前要关闭selinux,防火墙并且清空防火墙规则;
  2.由于机器数量较多最好保持时间同步,以免导致实验无法正常运行;
  3.自建文件包注意权限问题,以防出现无法解析。

实验整体架构图与构建思路

模拟构建DNS解析流程
  由于仅仅是作为模拟,因此这里仅在douma.com的域名服务器做了主从备份,这里仅仅提供正向解析,想了解反向解析的构建的话可以参考之前的文章http://blog.51cto.com/11010461/2105703

  
  

实验记录

  

搭建流程

  

基础配置

  
环境清理
在所有主机上运行

            setenforce 0
            iptables -F
            iptables -X

搭建基础服务
在准备做dns解析的服务器上安装bind。

        yum install bind -y

在web服务器上配置httpd提供web服务

        #安装httpd 135和136两台主机
        yum install httpd -y
        #构建相应页面
        #192.168.99.135
        echo this is web1.douma.com ! > /var/www/html/index.html
        #192.168.99.136
        echo this is web2.douma.com ! > /var/www/html/index.html

模拟构建DNS解析流程
启动httpd 并且验证是否能够提供服务

        systemctl start httpd
        #使用curl命令访问httpd
        curl + ip

模拟构建DNS解析流程

搭建douma.com的dns服务并且配置主从

  
douma.com主服务器192.168.99.133
  
编辑主服务器的配置文件

    vim /etc/named.conf

对主配置文件做如下修改
模拟构建DNS解析流程
编辑域文件,创建对douma.com域的解析

        vim /etc/named.rfc1912.zones

添加如下字段

zone "douma.com" IN {
        type master;
        file "douma.com.zone";
};

创建douma.com.zone文件

    cd /var/named/
    vim douma.com.zone  

编辑添入信息

$TTL 1D
@       IN      SOA     dns1.douma.com. admin.douma.com.(
                                        2018060205   ;序列号
                                        1D                  ;刷新时间
                                        2H                  ;重试时间
                                        3D                  ;过期时间
                                        1H)                 ;否定答案的TTL值
                       NS     dns1
                       NS     dns2
dns1     IN      A       192.168.99.133
dns2     IN      A       192.168.99.134
@         IN      A       192.168.99.135
@         IN      A       192.168.99.136
www     IN      A       192.168.99.135
www     IN      A       192.168.99.136
*           IN      CNAME   www

模拟构建DNS解析流程
修改文件权限

chown :named douma.com.zone
chmod 640 douma.com.zone

模拟构建DNS解析流程
启动bind服务并且验证是否可以解析

    systemctl start named
    systemctl status named

    #dig命令在bind-utils包中,如果安装bind时候未绑定安装可以后续手动安装
    dig www.douma.com @192.168.99.133

模拟构建DNS解析流程
正常解析
配置从服务器
  
从服务器192.168.99.134

编辑bind主配置文件

    vim /etc/named.conf

模拟构建DNS解析流程

编辑域配置文件添加从服务器配置

vim /etc/named.rfc1912.zones

添加如下字段

zone "douma.com" IN {
        type slave;
        masters {192.168.99.133;};
        file "slaves/douma.com.zone";
};

模拟构建DNS解析流程
这里不用手动创建douma.com.zone,在服务启动后会自动去主服务进行同步

启动服务

systemctl start named

在从服务器上验证是否能够解析

dig www.douma.com @192.168.99.134

模拟构建DNS解析流程

搭建com服务器

  
com地址是192.168.99.132
编辑配置文件

vim /etc/named.conf

模拟构建DNS解析流程
编辑named.rfc1912.zones添加解析信息

vim /etc/named.rfc1912.zones

#添加以下信息
zone "com" {
        type master;
        file "com.zone";
};

创建com.zone

    cd /var/named/
    vim com.zone 

添加对应解析信息

    $TTL 1D
@       IN      SOA     dns.com.        admin.com. (
                                        2018010201
                                        1D
                                        2H
                                        3D
                                        3H)
                      NS      dns1
douma           NS      dns2
douma           NS      dns3
dns1              A       192.168.99.132
dns2              A       192.168.99.133
dns3              A       192.168.99.134
    # 修改权限
    chown :named com.zone
    chmod 640 com.zone

模拟构建DNS解析流程
启动服务并且验证是否可以查询

    systemctl start named
    dig www.douma.com @192.168.99.132

模拟构建DNS解析流程

搭建根服务器

  
根服务器的IP地址192.168.99.131
编辑/etc/named.conf

        vim /etc/named.conf

由于的模拟根服务器,因此在它之上不能有其他的dns服务器,要注释掉配置文件最后的根域
模拟构建DNS解析流程
模拟构建DNS解析流程
创建根域定义

    vim /etc/named.rfc1912.zones

添加根域信息

    zone "." {
        type master;
        file "root.zone";
};

创建域文件

cd /var/named/
vim root.zone

编辑根解析库

$TTL 1D
@       IN      SOA     dns1.   admin. (
                                20180601
                                1D
                                2H
                                3D
                                1H)
                    NS      dns1
com             NS      dns2
dns1            A        192.168.99.131
dns2            A        192.168.99.132

修改文件权限

chown :named root.zone
chmod 640 root.zone 

启动服务并做验证

systemctl start named
dig www.douma.com @192.168.99.131

模拟构建DNS解析流程

配置ISP域名缓存服务器

  
ISP地址192.168.99.130
编辑/etc/named.conf文件

    vim /etc/named.conf

模拟构建DNS解析流程
由于是自己搭建的模拟DNS运行的系统,因此需要修改named.ca文件,将根服务器指向自己构建的根,同时由于仅仅是ISP的服务器,无需定义域,仅仅负责查询即可。
编辑named.ca文件

        vim /var/named/
        vim named.ca

模拟构建DNS解析流程

启动服务并进行验证

systemctl start named
dig www.douma.com @192.168.99.130

模拟构建DNS解析流程

Client端设置

  
客户端仅需要将DNS指向ISP服务器即可

vim /etc/resolv.conf
#添加dns信息
nameserver 192.168.99.130

验证是否可以解析

dig www.douma.com @192.168.99.130

模拟构建DNS解析流程

使用curl命令请求web端

    curl www.douma.com

dns的解析是简单的轮询
模拟构建DNS解析流程

总结

  
  虽然DNS的轮询也是一种负载均衡的方式,成本极低,但是其缺点同样明显,DNS作为简单轮询无法理解后端服务器的承载能力;轮询过程仅仅负责将请求转交,一旦转交的目标主机故障仍会转交,无法容错;要保证数据最新就要设置较小的刷新时间,但会造成额外的DNS流量开销;一旦某台服务器宕机,修改DNS设置后,仍需一段时间才能生效。

  DNS轮询受到各方的影响比较严重,并不能算一种很好的负载均衡技术

https://web.stanford.edu/~riepel/lbnamed/
在 named.conf 中可以设置 bind 的 round-robin 的给出结果的顺序:

options {
rrset-order { order random; };
};

rrset-order 支持三个参数:fixed, random, cyclic 。
fix 会将多个A记录按配置文件的顺序固定给出;
random 会随机给出;
cyclic 会循环给出。