在现代网络架构中,确保网站或应用的高可用性和可伸缩性至关重要，当单一服务器无法承受日益增长的流量时，负载均衡便成了首选解决方案，而在众多负载均衡技术中，DNS 轮询以其简单、低成本、易于部署的特点，成为了许多入门级和小型项目的首选，它是一种在域名系统（DNS）层面实现流量分发的机制，无需复杂的硬件或软件设备，仅通过对 DNS 记录的巧妙配置即可实现。
什么是 DNS 轮询？
想象一下,你是一家热门餐厅的前台接待员，现在有三条完全相同的电话线路（对应三台服务器），当电话（用户请求）打进来时，你不能总是把第一个电话接给第一条线路，因为这样会让第一条线路的接线员（服务器）不堪重负，一个公平的做法是，第一个电话给线路一，第二个给线路二，第三个给线路三，第四个又回到线路一，如此循环往复。
DNS 轮询的工作原理与此非常相似，传统上，一个域名（如 www.example.com）通过一条 A 记录解析到一个 IP 地址，而 DNS 轮询则是为同一个主机名创建多条 A 记录，每条记录指向一个不同服务器的 IP 地址，当用户尝试访问该域名时，他们的计算机会向 DNS 服务器发起查询，DNS 服务器在收到请求后，并不会总是返回同一个 IP 地址，而是会按照预设的顺序（通常是轮询或随机），从其 IP 地址列表中选择一个返回给用户，这样，连续的访问请求就被自然地分散到了不同的服务器上，从而实现了基础的负载分担。
DNS 轮询的优点与局限性
作为一种基础的负载均衡方案,DNS 轮询有其独特的优势，但也存在不可忽视的局限性。
主要优点：
- 实现简单、成本低廉：配置 DNS 轮询通常只需要登录域名提供商的管理后台，添加几条 A 记录即可，几乎不产生额外费用，也无需部署专门的负载均衡硬件或复杂的软件。
- 基础负载分发：能够有效地将流量大致均匀地分配到多个服务器，避免了单点过载，提升了整体系统的处理能力。
- 内置冗余性：当列表中的某一台服务器宕机时，DNS 服务器仍然会返回其他健康服务器的 IP 地址，只要不是所有服务器同时故障，服务仍能部分可用，提供了一定的容错能力。
核心局限性：
- 缺乏健康检查机制：这是 DNS 轮询最大的短板，DNS 服务器本身并不知道它返回的 IP 地址所对应的服务器是否真正在线且运行正常，如果一台服务器宕机，DNS 依然会“盲目”地将它分配给用户，直到管理员手动移除该记录。
- DNS 缓存带来的问题：为了提高网络效率，用户本地计算机、ISP（互联网服务提供商）的 DNS 服务器以及各级中间节点都会缓存 DNS 解析结果，这个缓存由一个称为“生存时间”（TTL）的值控制，如果一台服务器在 TTL 过期前宕机，所有已缓存其 IP 地址的用户在缓存期间都无法访问服务，因为他们的计算机会持续尝试连接这个已失效的 IP。
- 无法保持会话持久性：对于需要登录或包含购物车等需要保持用户状态的应用，DNS 轮询可能会带来问题，一个用户在第一次访问时被分配到服务器 A，并在其上创建了会话，但当他刷新页面或进行下一步操作时，DNS 可能会将他指向服务器 B，由于服务器 B 上没有他的会话信息，用户可能需要重新登录或丢失购物车数据。
- 分配不均：由于客户端缓存和网络环境的差异，流量的分配可能并不完全均匀，某些地区的用户可能总是被解析到同一个或少数几个 IP 上。
如何设置 DNS 轮询
设置 DNS 轮询的过程非常直观，核心步骤是在你的 DNS 托管服务商处为同一主机名添加多条 A 记录。
第一步：准备工作
- 确保你拥有至少两台拥有独立公网 IP 地址的服务器，并且这些服务器上都已部署好相同的应用。
- 确保你可以登录管理你的域名 DNS 记录的控制面板（阿里云 DNS、腾讯云 DNSPod、Cloudflare、GoDaddy 等）。
第二步：配置 A 记录
- 登录到你的域名管理控制面板,找到 DNS 解析或域名服务器管理部分。
- 选择你要配置的域名。
- 添加或修改 A 记录，对于主机名（如
www），你需要创建多条记录。
假设你有三台服务器,IP 地址分别为 0.2.10、0.2.11 和 0.2.12，你的配置应该如下表所示：
| 主机名 | 记录类型 | 记录值 (IP 地址) | TTL (秒) |
|---|---|---|---|
| www | A | 0.2.10 | 300 |
| www | A | 0.2.11 | 300 |
| www | A | 0.2.12 | 300 |
第三步：设置合理的 TTL
TTL 值的设置至关重要。
- 较低 TTL (如 60-300 秒)：优点是当某台服务器故障时，可以很快地在全网范围内更新解析记录，将流量切换到健康服务器，缺点是会增加 DNS 服务器的查询负载。
- 较高 TTL (如 3600 秒或更长)：优点是减少了 DNS 查询次数，降低了服务器压力，缺点是故障切换会很慢，因为即使你删除了故障服务器的记录，已被缓存的用户仍会长时间无法访问。
对于使用 DNS 轮询的场景，通常建议设置一个较低的 TTL（5 分钟，即 300 秒），以便在发生故障时能更快地响应。
超越基础：更智能的 DNS 方案
鉴于标准 DNS 轮询的局限性，许多先进的 DNS 服务商提供了增强功能，使其变得更加强大：
- 健康检查：这是弥补标准 DNS 轮询最大缺陷的关键功能，DNS 提供商会定期从其全球监测节点对你的服务器进行探测（发送 HTTP 请求或 Ping），只有当服务器响应正常时，其 IP 地址才会被返回给用户，一旦检测到服务器故障，该 IP 会自动从轮询列表中移除，从而实现了自动化的故障转移。
- 加权轮询：允许你为不同的服务器分配权重，你有一台高性能服务器和两台普通服务器，你可以将高性能服务器的权重设为 2，普通服务器的权重设为 1，这样，DNS 返回高性能服务器 IP 的概率会是普通服务器的两倍，实现了基于服务器性能的智能流量分配。
- 基于地理位置的路由：根据用户的地理位置，将其解析到距离最近的服务器 IP，显著降低访问延迟，提升用户体验。
DNS 轮询设置是一种实现基础负载均衡的有效、快捷且经济的方法，它非常适合资源有限、对会话持久性要求不高的个人项目或初创企业，在生产环境中，必须清醒地认识到其固有的局限性，特别是健康检查和缓存问题，通过选择支持高级功能的 DNS 提供商，可以极大地增强其可靠性和智能性，使其从一个简单的流量分配工具，演变为一个强大而灵活的全球流量管理系统，在选择方案时，务必根据自身的业务需求、预算和技术能力，做出最合适的决策。
相关问答FAQs
问题 1：DNS 轮询设置和 Nginx 这类软件负载均衡有什么本质区别？我应该选择哪种？
解答： 它们的主要区别在于工作层面和功能丰富度。
- 工作层面：DNS 轮询工作在 应用层之外，它只负责将用户的访问请求引导到某个入口服务器，而 Nginx 这类软件负载均衡器工作在 应用层（第 7 层），它接收所有流量，然后根据内部策略（如轮询、IP Hash、最少连接数等）再将请求转发给后端的具体应用服务器，Nginx 掌握着所有进入的流量细节。
- 功能：Nginx 功能远比 DNS 轮询强大，它可以进行精细的健康检查，实时感知后端服务器状态；可以轻松实现会话保持；可以管理 SSL 证书，实现 HTTPS 卸载；还能进行缓存、访问控制等，DNS 轮询只能做简单的 IP 地址分发。
选择建议：
- 选择 DNS 轮询：如果你需要一个非常简单、低成本的方案来分散流量，且应用对会话保持不敏感，或者它只是你整体架构的第一层（结合 Nginx 使用，DNS 先将流量分散到几个 Nginx 集群）。
- 选择 Nginx：如果你的应用需要会话保持、需要对后端服务器进行实时的健康监控、或者需要统一的 SSL 证书管理和更复杂的负载均衡策略，对于大多数生产级应用，Nginx 通常是一个更健壮、更可靠的选择。
问题 2：我按照文章设置了 DNS 轮询，但发现一台服务器宕机后，还是有大量用户无法访问，为什么？
解答： 这个问题的根源正是 DNS 缓存 和 缺乏健康检查。 当你服务器宕机后，即使你立刻登录 DNS 后台删除了对应 IP 的 A 记录，这个变更也无法立即生效，原因如下：
- 本地缓存：访问过你网站的用户电脑上，可能缓存了那个故障的 IP 地址，在 TTL 时间过期之前，他们的浏览器会一直尝试连接这个无效 IP。
- ISP 缓存：用户的网络运营商（如电信、联通）的 DNS 递归服务器也缓存了你的解析记录，这意味着该运营商网络下的所有用户，在缓存刷新前都会被导向故障服务器，大型运营商的 DNS 缓存刷新可能非常慢，不一定会严格遵守你设置的 TTL。
解决方案：
- 降低 TTL：这是治标不治本但必须做的事，将 TTL 设置为尽可能短（如 60-300 秒），能最大限度地缩短缓存生效时间，减少故障影响范围。
- 启用 DNS 提供商的健康检查功能：这是最根本的解决方案，如果你使用的是 Cloudflare、AWS Route 53 或阿里云 DNS 等高级服务，请务必启用健康检查，这样，当服务器宕机时，DNS 系统会自动停止返回其 IP 地址，从而实现自动的故障转移，无需人工干预，也无需等待缓存过期，对于生产环境，强烈推荐使用带健康检查的 DNS 服务。