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爱奇艺DNS解析

爱奇艺DNS

（一）定义与作用

DNS（Domain Name System）即域名系统，是互联网上用于将域名解析为IP地址的系统，爱奇艺DNS则是专门用于解析爱奇艺相关域名的系统，当用户在浏览器中输入爱奇艺的域名时，系统会通过DNS解析将域名转换为对应的IP地址，然后浏览器才能与该IP地址对应的服务器建立连接,获取网页内容。

（二）重要性

1. 加速访问：通过合理的DNS解析策略，可以将用户请求导向离用户最近的服务器，从而减少访问延迟，提高用户体验，不同地区的用户访问爱奇艺时，DNS会将其引导至当地或距离较近的服务器节点,让用户能够更快地加载视频等内容。
2. 高可用性：爱奇艺可能在全球范围内部署多个服务器，通过DNS解析可以实现负载均衡，当某个服务器不可用时，可以自动将用户请求导向其他可用的服务器，确保服务的高可用性，即使在部分服务器出现故障或维护的情况下,用户也能正常访问爱奇艺的服务。
3. 安全性：DNS解析过程中可以实现域名与IP地址的映射，从而隐藏真实的服务器IP地址，增加了系统的安全性,防止恶意攻击者直接访问服务器。

爱奇艺内网DNS架构

（一）私有云环境下内网DNS架构

爱奇艺内网DNS采用分层架构，依据分层原则主要分为四层,各层角色及作用如下：

（二）内网DNS架构演化

1. 一代DNS架构：早期内网DNS架构相对简单，只有权威DNS，采用master/slave模式，但随着业务发展，内网DNS访问压力与日俱增,单层DNS架构已无法满足业务访问要求。
2. 二代DNS架构：在主机上增加主机DNS承载大部分访问压力，中间层增加缓存DNS，进一步降低权威DNS负载，随着主机规模不断增大，中间层缓存DNS的节点数量不断扩增，每次DNS节点扩增或调整，都需要修改主机DNS上的配置项，维护复杂,且DNS服务高可靠性缺乏保障。
3. 三代DNS架构：借助于Anycast的网络架构，使DNS架构具备了弹性伸缩的能力，同时统一并简化了主机DNS配置,降低了故障率与维护成本。

（三）融合Anycast的内网DNS架构

Anycast技术将一个单播地址分配到网络中多个不同物理位置的主机上，发送到这个地址的报文被网络转发到“的目标主机，从而达到负载均衡及就近访问的目的，爱奇艺DNS Anycast将路由协议部署到DNS主机上，和网络设备进行联动，通过动态路由控制Anycast IP浮动，出现故障时，将Anycast IP在故障主机上摘除,业务请求即可自动转发到其他Anycast主机。

爱奇艺将DNS进行平台化管理,平台具备以下功能：

1. 管理所有DNS主机，通过平台快速进行主机DNS服务部署、路由模块部署等。
2. 提供一键上下线的功能,可通过平台直接操作或者接口调用。
3. 故障自主检测，一旦检测到故障即触发故障主机摘除,其他DNS主机自动接管服务。

这种融合Anycast的DNS架构，实现了DNS服务地址的统一，全网主机都可配置同一个DNS地址，大大降低了维护成本；平台化管理，实现DNS配置标准化，支持故障主机自动摘除切换，用户端无感知，充分保障了DNS服务持续稳定、安全、可靠、高效地运行。

混合云时代的爱奇艺内网DNS架构

（一）面临的问题

为实现业务高效灵活部署，爱奇艺与国内外多家主流云厂商进行合作，形成自建私有云和公有云结合的混合云模式，但不同的云厂商都有独立的DNS服务，并且只能解析自己相关的域名，无法解析私有云域名,更无法跨公有云进行域名解析。

（二）解决方案

爱奇艺技术团队选择Anycast DNS + 定向转发的方案思路，同时将公有云DNS纳入原DNS管理平台实现统一化管理，以实现标准化配置、统一化管理、全局化服务的混合云DNS服务目标。

（三）混合云场景下的内网DNS架构

1. 网络架构：原私有云通过专线连接多个IDC，公有云节点类似于爱奇艺自有IDC，通过专线连接到爱奇艺核心PoP点，公有云节点可以横向扩展，云下IDC仍采用物理机和网络设备实现DNS Anycast，云上采用LB + 虚机的部署方式,混合云内网DNS充分考虑各云厂商的网络状况。
2. DNS架构：主机DNS、缓存DNS、权威DNS、递归DNS的层级关系依然清晰，云下通过传统网络实现Anycast，云上通过LB实现，云下权威服务器和云上权威服务器网络互通,并通过统一平台进行管理。

爱奇艺Anycast DNS调度系统

（一）系统架构及角色介绍

爱奇艺CDN调度系统全流程架构中，Anycast DNS是重要组成部分，客户端首先访问DNS解析HTTP视频调度域名，然后请求HTTP视频调度获取CDN下载地址，最后从CDN下载视频数据,其中涉及到的角色包括：

1. 客户端：爱奇艺提供的播放客户端，覆盖手机、平板、电脑、电视和网页等多个平台。
2. 探测服务器：一组开启双栈的HTTP服务器，为全网客户端提供探测服务,帮助客户端判断本地IPv4和IPv6可用情况。
3. Local DNS：客户端使用的DNS服务器地址，由用户所在运营商提供，客户端向Local DNS发起域名解析请求，Local DNS递归查询到爱奇艺Anycast DNS,最后把结果返回给客户端。
4. Anycast DNS：爱奇艺自研的高性能DNS系统，单机QPS可达近百万，基于Anycast技术部署，为全球用户提供高可用的DNS服务，支持IPv6后可提供IPv6 AAAA记录查询解析。
5. HTTP视频调度：CDN核心系统之一，根据客户端请求来源地址归属运营商和区域，为用户选择服务质量最优的CDN,确保用户享受极致播放体验。
6. 爱奇艺混合CDN：包括自建CDN和商业CDN,为爱奇艺数亿用户提供就近下载服务。
7. 资源管理平台（天工）：资源统一管理平台，实现从资源需求收集、商务拓展、资源采购、资源部署、资源管理、基础运维和成本计算的统一管理。
8. 调度管理平台（伏羲）：管理DNS调度和HTTP视频调度各种配置和策略，从资源管理平台中自动同步机房和服务器基础信息，借助配置管理平台实现配置的快速下发和生效；同时支持通过域名和IP维度进行拨测，实时探测全网服务器健康状态,自动下线故障服务器。
9. 配置管理平台（Fast）：作为CDN服务器的管理平台，联动资源管理平台和调度管理平台等多个系统，同步资产和服务等基础信息，利用部署在多个运营商 + 区域的Proxy集群，保证全网CDN节点的连通率,提供稳定可靠的配置管理服务。
10. SDN管理平台：网络配置管理平台，实现基于模板支持自定义业务场景的网设配置功能，支持批量下发自定义业务场景配置，支持netconf、ssh和snmp多种管理方式，通过生成配置架构及网元全量配置,实现核心IDC建设自动化建设。

（二）系统设计

1. Anycast DNS：开启双栈，支持通过IPv4 / IPv6 DNS查询A记录和AAAA记录，同时提供永远在线的IPv4&IPv6权威DNS服务。
2. HTTP视频调度：开启双栈，支持通过IPv6地址查询客户端归属运营商和区域；根据用户请求头中的Net Stack参数以及来源IP地址，判断客户端IPv4 / IPv6支持情况，结合调度策略开关和IPv6资源负载,为用户返回IPv4或IPv6下载地址。
3. 爱奇艺混合CDN：包括爱奇艺自建CDN和商业CDN，都需要开启双栈，同时支持IPv4和IPv6，结合调度管理平台，可支持部分节点和部分商业CDN支持IPv6的资源模式,可保证资源可以灰度平滑上线。
4. 资源管理平台：为了支持IPv6，实现了IPv6地址段管理闭环，其中包括基于IDC的IPv6地址段录入、自动分配、拨测和回收等功能，开发了基于命令行的自动化分配工具,结合配置管理平台完成了全网存量的IPv6的配置。
5. 调度管理平台：从资源管理平台自动同步服务器IPv6配置，增加DNS调度和HTTP视频调度IPv6地址库，拨测系统兼容IPv6；基于区域和机房两个维度的增加IPv6开关，精细控制IPv6上线节奏，在保障用户体验的同时,逐步增加IPvv6流量占比。
6. SDN管理平台：全面支持IPv6，通过生成配置架构及网元全量配置，实现一键完成核心机房IPv6相关配置,有效提升IPv6机房资源交付效率。

相关问题与解答

（一）问题一：为什么爱奇艺要采用融合Anycast的内网DNS架构？

答：融合Anycast的内网DNS架构具有多方面优势，Anycast技术能实现负载均衡及就近访问，将用户请求导向最近的可用DNS主机，降低访问延迟，提升用户体验，例如不同地区的业务主机能快速获取DNS解析服务，减少等待时间，该架构便于统一管理和维护，通过平台化管理，所有DNS主机可集中管理，如一键部署、一键上下线等功能，降低了运维成本，在出现故障时，能实现故障主机自动摘除，其他主机自动接管服务，保障了DNS服务的高可用性和稳定性,有效应对业务规模的不断扩大和复杂的网络环境变化。

（二）问题二：爱奇艺Anycast DNS调度系统如何保障IPv6业务的顺利开展？

答：爱奇艺Anycast DNS调度系统从多个层面保障IPv6业务，首先在系统设计上，Anycast DNS开启双栈，支持IPv4 / IPv6 DNS查询A记录和AAAA记录，并提供永远在线的IPv4&IPv6权威DNS服务，为IPv6业务提供基础的域名解析支持，HTTP视频调度根据客户端IPv6支持情况及调度策略，结合IPv6资源负载为用户返回合适下载地址，确保视频内容能在IPv6环境下准确调度，资源管理平台实现IPv6地址段管理闭环，包括录入、分配、拨测和回收等，保障IPv6地址资源的合理管理与使用，调度管理平台增加IPv6地址库，兼容IPv6拨测，精细控制上线节奏，逐步增加IPv6流量占比，SDN管理平台全面支持IPv6，实现核心机房IPv6相关配置自动化，提升资源交付效率，从网络配置层面助力IP