基于數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)智能DNS 的應(yīng)用與研究

鄧成俊，劉 穎

(重慶電力高等?？茖W(xué)校，重慶400053)

0 前言

隨著學(xué)校數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)信息化的不斷發(fā)展，各高校校園網(wǎng)大多采用分別接入到教育網(wǎng)(CERNET)、中國電信(CHINANET)、中國聯(lián)通(CHINAUNICOM)等多出口的鏈接方式來滿足學(xué)校師生的需求。由于中國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的特殊性，中國電信(CHINANET)、中國聯(lián)通(CHINAUNICOM)按南北分家，互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)也被一分為二了，北有網(wǎng)通、南有電信。為了有效利用各高校多出口網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度，增強(qiáng)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性，通過智能DNS來解決校園網(wǎng)多出口訪問速度慢問題，值得我們研究和探討。

1 普通DNS域名系統(tǒng)與智能DNS域名系統(tǒng)的區(qū)別

1.1 DNS域名系統(tǒng)的基本概念

DNS的全稱為(Domain Name System)，又稱為域名系統(tǒng)。域名系統(tǒng)是Internet使用的命名系統(tǒng)，實(shí)際上，人們將主機(jī)的名字叫做域名，其原因是Internet使用的命名系統(tǒng)定義了很多的域。主機(jī)要按照它所屬的域來命名，因此叫做域名。域名系統(tǒng)是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，主要分為COM(企業(yè))、NET(網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行服務(wù)機(jī)構(gòu))、GOV(政府機(jī)構(gòu))、EDU(教育網(wǎng))等其他(見圖1)。域名服務(wù)器的工作模式為C/S模式，它主要有兩種服務(wù)方式:主域名服務(wù)器方式和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器方式。將域名映射為IP地址的過程就稱為“域名系統(tǒng)解析過程”。在Internet上域名與IP地址之間，普通DNS域名系統(tǒng)是一對一的關(guān)系，而智能DNS域名系統(tǒng)是多對一的關(guān)系。

圖1 域名系統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)

1.2 普通DNS域名系統(tǒng)的解析過程

普通的DNS域名系統(tǒng)只負(fù)責(zé)為訪問用戶解析出該域名對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP地址，而不會(huì)去判斷用戶的源IP是從哪個(gè)ISP服務(wù)商訪問該域名，這樣就造成訪問用戶只能解析翻譯到設(shè)置的IP地址上，而不能達(dá)到用戶訪問網(wǎng)絡(luò)資源的最快捷訪問方式。如:本校服務(wù)器利用普通DNS將域名:http://www.cqepc.com.cn解析到:中國聯(lián)通的地址:124.162.57.228上。如果用戶為中國電信用戶，返回給用戶的也是中國聯(lián)通的地址。不管用戶是教育網(wǎng)、中國電信，還是中國聯(lián)通，返回的IP地址均為中國聯(lián)通的IP地址。這就不能使用戶能夠更快捷的享受網(wǎng)絡(luò)資源。

解析過程如圖2所示。

圖2 普通DNS域名系統(tǒng)解析過程

1.3 智能DNS域名系統(tǒng)的解析過程

智能DNS域名系統(tǒng)是指把一個(gè)域名解析到多個(gè)IP地址上去，也就是將域名和多個(gè)ISP服務(wù)商IP進(jìn)行對應(yīng)連接起來。智能DNS會(huì)根據(jù)訪問用戶的源IP來進(jìn)行判斷，針對用戶的源IP來進(jìn)行智能化解析。當(dāng)域名系統(tǒng)使用了智能DNS服務(wù)以后，智能DNS會(huì)主動(dòng)判斷用戶源IP的ISP服務(wù)商，確定是教育網(wǎng)、中國電信還是中國聯(lián)通的用戶，然后通過優(yōu)先選擇的方式將域名系統(tǒng)所對應(yīng)設(shè)置的IP地址返回教育網(wǎng)、中國電信、中國聯(lián)通服務(wù)器的IP。如:本校服務(wù)器利用智能 DNS域名系統(tǒng)將域名:http://www.cqepc.com.cn同時(shí)解析到:教育網(wǎng)(222.198.177.8)、中國聯(lián)通(124.162.57.228)、中國電信(222.177.247.130)，從而使用戶能夠更快更方便選擇自己的線路來訪問到所需要的網(wǎng)絡(luò)資源。

解析過程如圖3所示。

圖3 智能DNS域名解析過程

2 智能DNS域名系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

2.1 利用DNS分源解析實(shí)現(xiàn)多線路接入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的路由最優(yōu)化

通過分析源IP技術(shù)，采用根據(jù)用戶源IP地址智能解析最佳服務(wù)IP的方法，實(shí)現(xiàn)DNS智能解析，就能在多條接入線路的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)不同訪問源、不同的服務(wù)器訪問地址。以www.cqepc.com.cn為例，DNS解析結(jié)果如表1所示。

表1 分源解析示例

2.2 利用Squid做反向代理實(shí)現(xiàn)非教育網(wǎng)用戶對校內(nèi)資源的訪問

在校園網(wǎng)中假設(shè)一臺反向代理服務(wù)器，這臺服務(wù)器通過兩塊網(wǎng)卡同時(shí)接入到ChinaNet和CerNet。通過接入ChinaNet的網(wǎng)卡，反向代理服務(wù)器接收來自非教育網(wǎng)用戶的訪問請求并最終返回結(jié)果;通過接入CerNet的網(wǎng)卡，反向代理服務(wù)器高速訪問校內(nèi)教育網(wǎng)資源，并把結(jié)果返回給用戶，同時(shí)把結(jié)果復(fù)制一份。

3 智能DNS域名系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 分源解析的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

分源解析的技術(shù)實(shí)現(xiàn)有兩種方法。一種是利用bind+iptables，其原理是在DNS服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)bind，使用不同的配置文件且監(jiān)聽不同端口，利用iptables源地址的不同，用戶的DNS解析請求轉(zhuǎn)發(fā)到不同的端口，從而返回不同的解析結(jié)果;另一種是利用bind 9的view(視圖)和acl(訪問控制列表)功能。出于減少故障點(diǎn)、提高效率等方面考慮，實(shí)際應(yīng)用中我們選擇了只使用bind一個(gè)軟件的第二種方法。如www.cqepc.com.cn在cqepc.cernet記錄文件中，有記錄指向222.198.177.8(CerNet教育網(wǎng)網(wǎng)段)，在cqepc.chinanet記錄文件中有記錄指向222.177.247.130(ChinaNet電信網(wǎng)段)，通過acl判斷客戶端源IP是否屬于CerNet網(wǎng)段，如果是，用戶訪問www.cqepc.com.cn解析結(jié)果為222.198.177.8，否則解析結(jié)果為61.186.246.40，從而實(shí)現(xiàn)了DNS分源解析。配置文件示例如表2所示。

表2 DNS配置文件示例

3.2 用Squid實(shí)現(xiàn)反向代理

3.2.1 軟硬件環(huán)境

硬件:反向代理服務(wù)器硬件上的唯一要求是配備雙網(wǎng)卡，另外根據(jù)訪問量的大小關(guān)注內(nèi)存、CPU和磁盤，顯然訪問量越大對這些硬件要求越高，本文對這部分不做定量分析。

操作系統(tǒng):Redhat Enterprise Linux 4.0

軟件:Squid-2.6.STABLES12

3.2.2 squid的編譯安裝

3.2.3 squid的配置

基本配置

在/etc/hosts中:加入內(nèi)部的DNS解析，比如:

服務(wù)配置，所有的squid配置都集中在配置文件squid.conf中，略。

4 結(jié)語

本文介紹的基于DNS分源解析及反向代理的解決方案，能夠很好地解決校外非教育網(wǎng)訪問學(xué)校資源慢的問題，且現(xiàn)有應(yīng)用不受任何影響，具有配置靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)利用了代理服務(wù)器的緩存功能，在一定程度上還進(jìn)一步提升了訪問應(yīng)用的速度。具有較高的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

［1］呂 國，鐘曉春，張梁，等.多出口校園網(wǎng)智能DNS服務(wù)器的配置［J］.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，(3).

［2］韓 鈺，侯晶晶.策略路由與動(dòng)態(tài)DNS技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用與研究［J］.中國教育信息化，2006，(13):30-32.

［3］趙 穎，楊紅.動(dòng)態(tài)DNS在校園網(wǎng)上的應(yīng)用［J］.西北民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，(2):61.

［4］P aul Albitz.DNS與 B IND［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2003.

［5］馬 聽煒.Linux服務(wù)器配置手冊［M］.北京:科學(xué)出版社，2005.

［6］潘 中強(qiáng)，孫亞南.基于BIND 9架構(gòu)的智能DNS實(shí)現(xiàn)［J］.平頂山學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，(5):81-83.