[发明专利]基于预取机制的DNS资源记录缓存和响应方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于域名解析技术领域，具体涉及一种采用资源记录预取机制的DNS资源记录缓存和响应方法及系统，能够提高递归服务器响应速度，缩短DNS客户端DNS资源记录的查询时延。

背景技术

DNS是互联网最为重要的基础性资源，是其它互联网业务安全运行的保证。DNS系统主要由权威服务器、递归服务器以及客户端构成，权威服务器存储了一个或多个区的信息，是DNS资源记录的源头。递归服务器负责接受客户端(解析器)发送的请求，然后通过向各级权威服务器发出查询请求获得用户需要的查询结果，最后返回给客户端的解析器。递归服务器可以将权威服务器返回的各种记录进行缓存从而减少查询次数和提高查询效率，因而也被称为缓存服务器。客户端一般通过递归服务器查询各类资源记录。

递归服务器所缓存的每条资源记录都对应一个TTL(Time To Live)值，如果TTL到期，那么递归服务器就会立刻将相应的资源记录删除。下一次，如果其它客户端来向该递归服务器请求该资源记录，则递归服务器需重新向相应的权威服务器下载该资源记录。由于客户端必须等待一段时间才能下载资源记录，因而其等待时延较大，影响了用户体验。

发明内容

针对当前递归服务器存在的响应不及时的问题，本发明提供一种基于预取机制的DNS资源记录缓存和响应方法及系统，能够缩短递归服务器响应时延，提升DNS系统服务体验。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于预取机制的DNS资源记录缓存和响应方法，其步骤包括：

1)设定资源记录的TTL到期前的一小段时间为预取窗口时间；

2)在所述预取窗口时间内，如果DNS递归服务器收到针对某资源记录的查询请求，则向相应的权威服务器发送请求，将该资源记录预取到本地并进行缓存；

3)DNS递归服务器利用预取的资源记录对查询请求进行响应，将相应的资源记录发送至客户端。

进一步地，资源记录的预取目标分为两类：a)热度大于某一阈值的资源记录，其缓存命中率不小于某给定值；b)某一域在一个TTL周期内因预取机制而导致的额外DNS请求数小于某一给定值。

进一步地，采用下述方法计算预取窗口时长：

对于a)类预取目标，依据下式计算预取窗口时长：

T_h＝-log(1-P_hit)/λ，

其中，T_h为预取窗口时长；λ为资源记录请求的平均到达率；P_hit为资源记录在T_h内被预取的概率，P_hit也是后续对该资源记录的请求被缓存命中的概率，称为缓存命中率；

对于b)类预取目标，依据下式计算预取窗口时长：

其中，N为一个域拥有的资源记录个数，λ_i(1≤i≤N)为每个资源记录的热度，N_Packets为在一个TTL周期内该域因预取机制而带来的额外流量，即发送该域的由于预取机制而导致的DNS请求的总数。

进一步地，根据资源记录的剩余存活时间以及对应的预取窗口时长，判断是否向DNS递归服务器下发资源记录预取指令；DNS递归服务器接收到预取指令后，立即预取相应的资源记录。

进一步地，如果资源记录的剩余存活时间小于预取窗口时间，且两次预取指令的下达时间间隔大于预取窗口时间，则向DNS递归服务器下发资源记录预取指令，否则无需下达资源记录预取指令。

一种采用上述方法的DNS资源记录缓存和响应系统，包括DNS递归服务器、预取功能配置模块、预取窗口时长计算模块和预取指令下发模块；所述预取功能配置模块设定资源记录的预取目标；所述预取窗口时长计算模块根据设定的预取目标计算预取窗口时长；所述预取指令下发模块根据资源记录的剩余存活时间以及对应的预取窗口时长，判断是否向DNS递归服务器下发资源记录预取指令；所述DNS递归服务器接收到预取指令后，立即预取相应的资源记录。

与现有技术相比，本发明缩短了递归服务器的响应时延，提高了递归服务器响应速度；缩短DNS客户端DNS资源记录查询时延，提升了客户端的用户体验。

附图说明

图1是本发明的预取窗口时长示意图。

图2是本发明的DNS递归递归服务器模块示意图。

图3是本发明的递归服务器资源记录动态调整流程图。

图4是本发明实施例的预取窗口时长与额外请求数据包之间的关系图。