DNS解析及缓存技术研究与应用
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了DNS解析及缓存技术研究与应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
domain ebank.com
search ebank.com
nameserver 192.168.0.1
nameserver 192.168.0.2
domain用来定义本地域名，这个是对域名没有加”.”符号的加上域名，即在进行不完全域名解析时,默认的附加域名后缀。对于search是用于定义域名的搜索列表，当访问的域名不能被DNS解析时，会将该域名加上search指定的参数，在没有设置search的情况下，search默认为domain的值。
options timeout:1
options attempts:1
总体来看，为了加快操作系统在作为客户端进行域名解析时的速度，避免在DNS故障时造成的DNS解析响应率低，一方面可调整options参数以降低超时时间和尝试的轮询次数，另一方面不设置domain和search，使得DNS解析失败更快速，也提高主DNS故障时切换效率。
nscd是glibc中带的dns缓存组件，通常调用C库的网络解析函数如gethostbyaddr、gethostbyname等时会使用到nscd的缓存功能，不需要显示的调用nscd功能。通常Java或python库中相关的函数最终也是调用的C库中的解析函数，所以也会用到nscd的dns缓存功能。如果没有使用C库中相关的网络解析函数，是无法默认使用nscd的dns缓存功能的，如nslookup、dig等工具。
默认suse12中nscd服务用于dns等的缓存服务，里面配置了用于hosts(即DNS缓存)，passwd,group,service等的缓存。本文主要探讨DNS缓存服务。
用于缓存时间长短的参数为：
positive-time-to-live hosts 600
negative-time-to-live hosts 0
其中positive-time-to-live正向解析缓存时间，单位秒。查看glibc-2.17/nscd目录下的代码，实际上这个参数并未使用，而是直接以DNS应答（answer）报文中带的TTL值为准，即DNSServer上对应解析项设置的有效期。
reload-count默认为5，解释如下：
Limit on the number of times a cached entry gets reloaded withoutbeing used before it getsremoved.
此参数代表是缓存nscd中缓存的dnscache记录自动reload的次数，默认是5次。由nscd主动往dnsserver发起dns请求，如果期间解析结果有变动会更新nscdcache中缓存的记录reload触发的时间点TTL+CACHE_PRUNE_INTERVAL（宏定义为15），即每次reload间隔75秒。
彻底从cache中被移除的时间应该是75*（1+5）=450s左右。
negative-time-to-live为反向解析缓存的cache时间，单位为秒，默认值为0，即不缓存DNS反向解析。
不管是正向还是反向解析cache，失效后都会被清除，nscd-d 调试的时候可以看到类似的输出：removeGETAI entry "www.baidu.com"
redhat7.5母带默认没有安装nscd，不涉及缓存。如果自行安装，则默认hosts（即dnscache）的positive和negativettl值分别为3600s（实际不生效）和20s。
环境：
Redhat7.5，Client：master, 192.168.43.100，
DNSServer：gateway,192.168.43.1
配置/etc/resolv.conf
nameserver192.168.43.1 ##默认网关，再通过网关路由到后面公有DNSserver
配置/etc/nscd.conf中：
negative-time-to-live hosts 10
systemctlrestart nscd重启nscd生效。
测试命令：pingwww.baidu.com
从抓包看，A记录的DNS应答报文中带的TTL为60s，即DNSServer上对应解析项设置的有效期为60s。
NSCDdebug输出中包含Reloading的记录，可以看到刚开始第一次获取到了ip，然后nscd自动从dnsserver 重新reload记录信息。每次间隔正好是60s+ 15s=75s。
Sun24 Jan 2021 12:49:16 AM EST - 23536: GETAI (www.baidu.com)
Sun24 Jan 2021 12:49:16 AM EST - 23536: GETHOSTBYADDR (39.156.66.18)
Sun24 Jan 2021 12:50:31 AM EST - 23536: Reloading "www.baidu.com"in hosts cache!
Sun24 Jan 2021 12:51:46 AM EST - 23536: Reloading "www.baidu.com"in hosts cache!
Sun24 Jan 2021 12:53:01 AM EST - 23536: Reloading "www.baidu.com"in hosts cache!
Sun24 Jan 2021 12:54:16 AM EST - 23536: Reloading "www.baidu.com"in hosts cache!
Sun24 Jan 2021 12:55:31 AM EST - 23536: Reloading "www.baidu.com"in hosts cache!
Sun24 Jan 2021 12:56:46 AM EST - 23536: remove GETAI entry www.baidu.com
ping www.baidu.com 成功。来看其中的DNS解析环节：
1）一开始是会有正向解析请求的，然后还会有反向解析请求。
2）10s内紧接着再ping，这个时候是没有正向请求的，因为被nscd cache了。 也没有反向解析请求，因为反向请求也被cache了且在有效期内(10s)。
3）超过10s再ping www.baidu.com，仍然会有发往dns server的反向解析请求。在正向解析cache有效期TTL时间内，不会再发送相关正向解析请求，仍然使用nscd缓存的正向解析cache。
4）如果在10s中间执行nscd -i hosts 则cache被invalidate, 再ping的话正向和反向请求均会发出。
另外如果DNS服务器没有配置相关PTRentry，会等待超时返回，这会降低应用响应时间。在我行年金系统上曾经出现过这种情况。通过在DNS服务器上配置相关PRTentry（尽管是无用的配置，但是能提高响应速度）
有类似场景的应用系统应掌握和理解DNS解析及缓存机制，合理设置dns解析的重试、超时范围，合理利用DNScache加速解析，同时也要避免设置不合理造成的解析不同步，影响业务响应及失败，特殊场景下可通过工具或回调方式显示触发invalidatedns cache操作，保障dns解析的时效性。
编辑：张至南
以上是关于DNS解析及缓存技术研究与应用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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