为什么在地址栏输入域名可以直接访问到对应的服务器？什么是全局负载均衡和内部负载均衡？这些都与DNS解析息息相关，让我们一起解密DNS解析。其实说到DNS解析，大家应该都知道，它很像一个通讯录。就像我们去一家新开的沃尔玛超市，通过通讯录找到沃尔玛在哪条路和号码，然后去寻找。在网络世界中，同样如此。我们可以记住网站的名称，但是很难记住网站的IP地址，所以我们需要一本“通讯录”来帮助我们将网站名称转换成IP。这个“地址簿”就是DNS服务器。DNS服务器???????????????????????????????????????????????或者说世界上每个人在上网时都需要访问的DNS服务器。据最新统计，全球互联网用户数量已达40亿，人人上网。可想而知DNS服务器访问流量压力会很大（高并发）。而且，很重要的一点，一旦出现问题，整个互联网就会瘫痪（高可用）。此外，上网的人分布在世界各地。如果每个人都去同一个地方的某个服务器，延迟会很（分布式）。所以DNS服务器必须具备高可用、高并发、分布式的特点。基于此，将DNS服务器设计成树状的层次结构。如下图所示：根DNS服务器：返回顶级域DNS服务器的IP地址；顶级域DNS服务器：返回权威DNS服务器的IP地址；权威DNS服务器：返回对应主机的IP地址。DNS解析过程上文提到，DNS服务器承受着大流量访问的压力。因此，为了提高DNS解析性能，很多网站都会就近部署DNS缓存服务器。因此，我们常见的DNS解析过程就变成了：客户端向本地域名服务器发送DNS请求。当我们访问博客园时，客户端会询问本地域名服务器，www.cnblogs.com的IP是多少？（本地域名服务器，如果网络是通过DHCP配置的，本地DNS是你的网络服务商自动分配的，比如中国电信，中国联通等，一般在网络服务商的机房);本地DNS收到客户端请求，查找“通讯录”，返回IP或请求根域名服务器。我们可以理解为服务器缓存了一张域名和IP对应的大表。如果能找到www.cnblogs.com，则直接返回对应的IP地址。如果没有找到，本地DNS会询问其根域名服务器；根DNS收到本地DNS的请求，返回.com对应的顶级域名服务器地址。根域名服务器是最高级别的，全球共有13台。它不直接用于域名解析，而是表示如何找到对应的IP。当发现请求的域名后缀为.com时，返回.com对应的顶级域名服务器地址；本地DNS服务器接收顶级DNS服务器地址，请求顶级DNS服务器查询域名IP；顶级DNS服务器返回权威DNS服务器的地址。顶级域名服务器是众所周知的，负责.com、.net、.org等二级域名，比如cnblogs.com，会返回对应的权威DNS服务器地址；本地DNS服务器收到权威DNS服务器的地址，请求权威DNS服务器查询域名IP。cnblogs.com权威DNS服务器，是域名解析结果的原始来源；权威DNS服务器返回对应的IP。权威DNS服务器查询“通讯录”，获取域名对应的IP地址，返回给本地DNS服务器；本地DNS服务器收到IP返回给客户端；客户端与目标建立连接。至此，我们完成了DNS解析过程。整个过程如下图所示：负载均衡?从客户端的角度来看，上述过程是一个DNS递归查询过程。因为本地DNS会为它做所有的事情，所以它只是坐等结果。在这个过程中，DNS除了将名字映射到IP地址之外，还可以做另外一件很重要的事情——负载均衡。让我们以参观沃尔玛为例。它可能在一个城市有多家商店。如果我们想去沃尔玛，我们可以在附近找一家，而不是去同一家。这就是负载均衡。DNS负载均衡也是有技巧的。1）DNS做内部负载均衡所谓内部负载均衡其实很好理解。就像我们的应用程序访问数据库一样，在应用程序中配置的数据库地址。如果配置为IP地址，一旦数据库切换到另一台机器上，我们就需要修改配置。如果我们有多个应用程序同时连接到一个数据库，我们需要在更改IP后修改这些应用程序的所有配置。是不是很麻烦？因此，我们可以将数据地址配置为域名。更改数据库位置时，只需将域名映射到DNS服务器中的新IP地址即可。在此基础上，我们可以更进一步。比如一个应用要访问另一个应用，如果配置了另一个应用的IP地址，那么这个访问就是一对一的。但是，当接入的应用因为流量过大而无法支撑时，我们就需要部署多个应用。这时候我们不能直接配置IP，而是配置域名。只要在域名解析的时候配置策略，这次返回一个IP，下次返回第二个IP，就实现了负载均衡。2）DNS做全局负载均衡为了保证我们应用的高可用，应用往往部署在多个机房，每个地方都会有自己的IP地址。当用户访问一个域名时，该IP地址可以轮询多个数据中心。如果某个数据中心由于某种原因宕机，只需将DNS服务器的IP地址删除，用户将无法访问宕机的服务器，保证了应用的可用性。此外，我们绝对希望用户能够访问最近的数据中心。这样客户访问速度会快很多，体验会好很多，实现全局负载均衡的概念。负载均衡示例下面以NDS访问数据中心对象存储上的静态资源为例，看一下整个过程。假设全国有多个数据中心，由多个运营商托管，每个数据中心有3个可用区。对象存储可以跨可用性区域部署，以实现高可用性。每个数据中心至少部署两个内部负载均衡器，内部负载均衡器连接多个对象存储前端服务器（Proxy-server）。然后，请求过程如下：当客户端要访问object.yourcompany.com时，需要将域名转换成IP地址进行访问，因此需要请求本地的DNS解析器；本地DNS解析器首先检查本地缓存是否有这条记录。有则直接使用，省略后续查询步骤，提高响应时间；如果没有本地缓存??，则需要请求本地DNS服务器；本地DNS服务器一般部署在数据中心或运营商网络中。本地DNS服务器也需要检查是否有本地缓存??，有则直接返回；如果本地没有，通过第5、6、7步获取IP地址，缓存到本地的DNS解析器中，然后返回给客户端。对于不需要全局负载均衡的简单应用，yourcompany.com的权威DNS服务器可以直接将域名object.yourcompa.com解析为一个或多个IP地址，然后客户端可以使用多个IP地址进行简单轮询用于简单的负载平衡。但是，对于复制应用，尤其是跨地域、跨运营商的大规模应用，需要更复杂的全局负载均衡机制，因此需要专门的设备或服务器来完成。这就是全局负载均衡器（GSLB，GlobalServerLoadBalance）。在yourcompany.com的DNS服务器中，通常通过配置CNAME的方式给object.yourcompany.com取一个别名。比如object.vip.yourcompany.com，然后告诉本地DNS服务器请求GSLB解析这个域名，GSLB在解析这个域名的过程中可以通过自己的策略实现负载均衡。上图画了两层的GSLB，因为它分为运营商和区域。我们希望不同运营商的客户可以访问对应运营商机房的资源，这样就不会跨运营商访问，有利于提高吞吐量，减少延迟。两层GSLB的过程如下：第一层GSLB，通过查看请求它的本地DNS服务器的运营商，知道用户的运营商。假设是移动的，通过CNAME，通过另一个别名object.yd.yourcompany.com，告诉本地DNS服务器请求二级GSLB；二级GSLB，通过查看请求它的本地DNS服务器的地址，知道用户的地理位置，然后将离用户位置比较近的一个Region的6个内部负载均衡地址返回给本地域名服务器；本地DNS服务器将结果返回给本地DNS解析器；本地DNS解析器缓存结果后，返回给客户端；客户端开始访问Region1中属于同一运营商且距离较近的对象存储。当然，客户端得到6个IP地址，可以通过负载均衡随机或轮询选择一个可用区访问。对象存储一般有三个备份来实现存储读写的负载均衡。总结DNS是网络世界的地址簿。可以通过域名查询地址，因为域名服务器是按树形结构组织的，所以域名查询采用递归查询的方式，通过缓存加快效率；在域名和IP的映射中，给应用程序基于域名的负载均衡机会，可以是简单的负载均衡，也可以是基于地址和运营商的全局负载均衡。参考：维基百科——域名系统词条；知乎——域名解析；刘超——网络协议趣谈系列；
