smartdns3智能 dns 系統(tǒng)

smartdns 是 python3 語言編寫，smartdns 基于小米 smartdns 二次開發(fā)，支持類似 Dnspod 的 D 監(jiān)控功能，能夠支持針對不同的 dns 請求根據(jù)配置返回不同的解析結(jié)果。smartdns獲取dns請求的源IP或者客戶端IP（支持edns協(xié)議的請求可以獲取客戶端IP），根據(jù)本地的靜態(tài)IP庫獲取請求IP的特性，包括所在的國家、省份、城市、ISP等，然后根據(jù)我們的調(diào)度配置返回解析結(jié)果，smartdns 的典型使用場景：

• 服務(wù)的多機房流量調(diào)度，比如電信流量調(diào)度到電信機房、聯(lián)通流量調(diào)度到聯(lián)通機房；
• 用戶訪問控制，將用戶調(diào)度到離用戶最近或者鏈路質(zhì)量最好的節(jié)點上。

舉個簡單的例子，我們的一個站點test.test.com同時部署在電信和聯(lián)通兩個機房，該站點在電信機房的ip為1.1.1.1、在聯(lián)通機房的ip為2.2.2.2，就可以通過smartdns做到該站點域名解析時判斷源IP為電信的IP時返回1.1.1.1、判斷源IP為聯(lián)通的IP時返回2.2.2.2，從而達(dá)到不同運營商機房流量調(diào)度的目的。

安裝方法

1. 安裝python-devel以及bzip2包，以centos為例：yum install -y bzip2 python-devel
2. 執(zhí)行pip install smartdns腳本即可完成安裝

支持的功能

支持A、SOA、NS記錄的查詢，支持DNS forward功能

性能

在虛擬機2.4G CPU上能夠處理1000QPS查詢請求，打開debug日志后可以到800QPS。3-5臺dns server組成的集群已經(jīng)能夠滿足大部分站點的需求。

目前我們正在實現(xiàn)和小流量測試go語言實現(xiàn)的smartdns，能夠達(dá)到3wQPS以上，后續(xù)測試穩(wěn)定后會開源出來，大家敬請期待：）

原理

smartdns響應(yīng)dns請求的處理流程如下：

IPPool類的初始化和該類中FindIP方法進行解析處理是smartdns中最關(guān)鍵的兩個要素，這兩個要素在下面詳細(xì)介紹。其他的特性比如繼承twisted中dns相關(guān)類并重寫處理dns請求的方法、升級twisted代碼支持解析和處理edns請求等大家可以通過代碼了解。edns知識可以猛戳這里：DNS support edns-client-subnet

IPPool初始化

ip.csv內(nèi)容格式如下： 200000001, 200000010,中國,陜西,西安,電信

其中各個字段含義分別為 IP段起始，IP段截止，IP段所屬國家，IP段所屬省份，IP段所屬城市，IP段所屬ISP

a.yaml配置文件格式：

test.test.com:
  ttl: 3600
  default: 5.5.5.5 2.2.2.2
  中國,廣東,,聯(lián)通: 1.1.1.1 3.3.3.1
  中國,廣東,,電信: 1.1.1.2 3.3.3.2

配置中地域信息的key包括四個字段，分別帶有不同的權(quán)重：

• 國家： 8
• 省份： 4
• 城市： 2
• 運營商： 1

初始化階段，會生成一個名為iphash的dict，具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下圖：

其中，iphash的key為ip.csv每一條記錄的起始IP，value為一個list，list長度為6，list前5個字段分別為以該key為起始IP記錄的IP段截止、IP段所屬國家、IP段所屬省份、IP段所屬城市、IP段所屬ISP，第六個字段是一個hash，key為a.yaml里面配置的域名，value為長度為2的list，iphash[IP段起始][6][域名1][0]為域名1在該IP段的最優(yōu)解析，iphash[IP段起始][6][域名1][1]為該最優(yōu)解析的總權(quán)值，該總權(quán)值暫時只做參考。

iphash初始化過程中最關(guān)鍵的是iphash[IP段起始][6][域名1]的最優(yōu)解析的計算，最簡單直接的方式是直接遍歷域名1的所有調(diào)度配置，挑選出滿足條件且總權(quán)值最高的解析，即為最優(yōu)解析。這種方式記錄整個iphash的時間復(fù)雜度為O(xyz)，x為ip.csv記錄數(shù)，y為域名總數(shù)量，z為各個域名的調(diào)度配置數(shù)。為了優(yōu)化啟動速度，優(yōu)化了尋找最優(yōu)解析的方法：事先將每個域名調(diào)度配置生成一顆樹，這棵樹是用dict模擬出來的，這樣需要最優(yōu)解的時候就不需要遍歷所有調(diào)度配置，而是最多檢索15次即可找到最優(yōu)，即時間復(fù)雜度為O(15xy)，具體實現(xiàn)參考IPPool的LoadRecord和JoinIP兩個方法。

有了初始化后的iphash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，每次請求處理的時候，只需要定位請求IP處在哪個IP段，找到IP段起始IP，然后從iphash中取出最優(yōu)解析，取出最優(yōu)解析的過程是O(1)的。具體流程如下：

監(jiān)控

監(jiān)控配置詳見配置目錄的monitor.yaml，內(nèi)容如下：

test.test.cn:
  interval: 30
  frequency: 3
  url: https://www.baidu.com

分別代表監(jiān)控域名、監(jiān)控周期(秒)、容錯次數(shù)、監(jiān)控url，監(jiān)控失敗的次數(shù)大于容錯次數(shù)則停止該條記錄的解析。

代碼

github： https://github.com/duanhongyi/smartdns

安裝

依賴：

gcc bzip2 python3以及相關(guān)dev包 Twisted

安裝：

git clone smartdns到本地路徑，執(zhí)行python setup.py install命令安裝。

啟動：

執(zhí)行sdns /etc/smartdns即可啟動smartdns

測試

本地測試 dig test.test.com @127.0.0.1

或者將搭建的smartdns加到測試域名的ns中進行測試。

支持

mail: [email protected]

github: duanhongyi

EDNS相關(guān)請參考：DNS support edns-client-subnet