如何构建高可用的DNS系统？

高可用DNS

一、高可用性

高可用性（High Availability, HA）是指系统在故障发生时仍能持续提供服务的能力，衡量高可用性的两个主要指标是：

1、MTBF（Mean Time Between Failures）：平均无故障时间，即两次故障之间的平均间隔时间。

2、MTTR（Mean Time to Recover）：平均恢复时间，即从故障发生到系统恢复正常的平均时间。

实现高可用性的核心在于减少故障的发生频率和加快故障后的恢复速度。

二、管控层高可用设计

1. 数据持久化

数据库部署：采用三地五副本的部署方式，并使用同城强同步方案，确保数据不会因为单点故障而丢失。

选主机制：利用Paxos协议进行数据库节点的选主，确保在任意节点出现故障时，能够迅速切换到新的主节点。

应用解耦：应用机房与数据库部署解耦，可以在任意机房部署应用，提高系统的灵活性和可靠性。

2. 数据下发

内部网络传输：通过稳定的内部网络进行数据下发，数据传输出错的概率低。

补偿机制：如果数据下发失败，系统会进行多次重试；若多次重试后仍然失败，则报警并转人工处理。

三、解析层高可用设计

1. 消除单点

主机到网络：每台adns服务器通过双网口连接到不同的交换机，避免网口或交换机的单点故障。

集群内：多个adns实例组成一个集群，通过ECMP（Equal Cost MultiPath）分发流量，实现热备。

集群间：多个集群之间通过anycast技术相互备份，当某个集群不可用时，流量会自动转移到其他可用集群。

NS IP配置：每个NS配置多个IP地址，LocalDNS会根据SRTT算法选择最短RTT的IP地址，避开有问题的IP。

2. 系统容量

实时监控：监控系统实时监测各个服务器和集群的QPS容量。

水平扩容：adns集群具备水平扩容能力，可以根据需求动态增加节点，以应对流量高峰。

3. 保证解析正确

数据对账系统：对adns之间的数据进行对比，并与管控层的数据库进行数据校验。

拨测系统：定期对zone的SOA记录和特定域名的RR记录进行拨测，及时发现并处理异常。

4. 安全防护

网络攻击防护：利用机房部署的AliGuard系统，抵御超大流量的网络攻击，同时设置高防护阈值，减少DDoS攻击的影响。

应用安全：支持DNSSEC防止DNS投毒，支持有连接的协议如TCPDNS、HTTPDNS、TLS/DOH等，防止DNS劫持。

四、案例分析与实践

1. 腾讯云平台下的高可用DNS环境构建

结合腾讯云CLB产品提供负载均衡能力，可以实现多可用区部署，分担前端解析压力，具体实现功能包括：

支持内网保留域名解析（如 *.tencentyun.com）。

支持用户定义业务域名内网解析（如 www.rocky.com）。

支持访问外网域名解析（如 www.baidu.com）。

支持分域名转发到不同的DNS服务器。

2. 基于CentOS系统的Bind软件构建智能解析方案

利用CentOS自带的Bind软件，可以构建高可用的智能解析方案，具体步骤包括：

安装Bind软件并配置主从服务器。

使用Keepalived实现VRRP（虚拟路由冗余协议），确保主服务器故障时自动切换到备用服务器。

配置防火墙规则，仅允许内部网络访问DNS服务端口。

五、相关问题与解答

Q1: 如何在生产环境中快速切换DNS服务器以实现高可用？

A1: 可以通过使用Keepalived等工具来实现VRRP（虚拟路由冗余协议），确保当主DNS服务器故障时，自动切换到备用服务器，还可以配置多个NS记录，LocalDNS会根据SRTT算法选择最优的服务器，从而保证解析的稳定性。

Q2: 如何应对超大流量的网络攻击对DNS服务的影响？

A2: 可以利用机房提供的AliGuard系统进行网络防护，设置高防护阈值来减少DDoS攻击的影响，通过高性能的DNS服务器（如adns）承载一部分攻击流量，确保正常用户的请求不受影响，支持DNSSEC等安全协议也可以有效防止DNS投毒和劫持。