高可用智能主從DNS系統在校園網中的應用

盛廣偉

摘要：本文根據我校的網絡情況和提高公網用戶訪問我校官網的需求，從高可用負載集群的配置、BIND9視圖及DNS主從配置、高可用負載均衡測試三個方面介紹了高可用智能主從DNS系統在我校的應用。

關鍵詞：高可用；Bind視圖；DNS；LVS；Keepalived

中圖分類號：TP393.18 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0111-03

本文采用開源的LVS和KEEPALIVED以及BIND9中的VIEW技術，構建了我校的公網高可用智能主從域名解析系統。經過對我校的官網域名智能解析后，解決了不同運營商的用戶訪問我校的官網速度慢的問題，網站訪問速度明顯得到提高。以下為服務器及地址規劃清單。如表1所示。

1 高可用負載集群的配置

主、備負載均衡器Keepalived的主要配置。主負載均衡器關鍵配置，從負載均衡器參考照如下配置按說明做相應的變更即可。

[root@lvs131 ～]#vi /etc/keepalived/keepalived.conf

# 定義VRRP實例

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER#從負載均衡服務器上將MASTER改為BACKUP

interface eth1

lvs_sync_daemon_inteface eth1

virtual_router_id 51

priority 100# 從負載均衡服務器上將100改為90

advert_int 2

authentication {

auth_type PASS #啟用認證

auth_pass 111111 #認證密碼

}

virtual_ipaddress { 192.168.27.101 } #虛擬VIP地址

}

#定義虛擬服務器

virtual_server 192.168.27.101 53 {

delay_loop 6 #定義Realserver監測間隔時間

lb_algo rr#定義負載調度算法

lb_kind DR#定義LVS的工作模式

persistence_timeout 60 #定義會話保持時間

protocol UDP #指定轉發協議

real_server 192.168.27.134 53 { #定義真實服務器IP地址及端口

weight 100 #權重值，數值越大優先級越高

TCP_CHECK {

connect_timeout 10#連接超時時間

nb_get_retry 3 #重試次數

delay_before_retry 3 #重試間隔

connect_port 53 #健康檢查端口

}

}

real_server 192.168.27.135 53 {

weight 100

TCP_CHECK {

connect_timeout 10

nb_get_retry 3

delay_before_retry 3

connect_port 53

}

}

}

2 主、從DNS的關鍵配置

2.1 主DNS的關鍵配置

[root@ns134 master]# vi /usr/local/named/master/named.conf

#為每個視圖生成認證KEY，且從DNS視圖KEY與主DNS視圖KEY保持一致，以便在同步域名記錄時，每個視圖域名記錄互不影響。

key "cernet" { algorithm hmac-md5； secret "0CT/AnClV1e2WAiRWAs+WA=="；}；

key "any"{ algorithm hmac-md5； secret "qe+/SsR8J3+r2h6nXximTQ=="；}；

#定義教育網、其他任意公網地址位置及對應的文件

include "master/ip/cernet_acl.conf"；

include "master/ip/cnc_acl.conf"；

#定義教育網視圖view_ cernet

view "view_cernet" {

match-clients { CERNET； key cernet； }；

server 192.168.27.135 { keys cernet； }；

zone "." {type hint；file "named.ca"；}；

include "master/zones/cernet.def"；

}；

#定義其他任意公網地址視圖view_any

view "view_any" {

match-clients { any； key any； }；

server 192.168.27.135 { keys any； }；

zone "." {type hint；file "named.ca"；}；endprint

include "master/zones/any.def"；

}；

2.2 創建教育網公網地址

[root@ns134 master]# vi ip/cernet_acl.conf

acl "CERNET" {1.51.0.0/16；1.184.0.0/15；……}；

2.2.1 定義教育網區域文件

主DNS教育網區域文件配置。聯通、任意區域文件與下面配置一樣，如下：

[root@ns134 master]# vi /usr/local/named/master/zones/cernet.def

zone "xdsisu.edu.cn"{

type master；

allow-transfer {192.168.27.135；}； #允許從DNS服務器同步區域文件記錄

file "master/zones/master.cernet.xdsisu.edu.cn"；

}；

從DNS教育網區域文件配置。聯通、任意區域文件與下面配置一樣，如下：

[root@ns135 slaves]# vi /usr/local/named/slaves/zones/cernet.def

zone "xdsisu.edu.cn"{

type slave；

masters {192.168.27.134；}； #指定主DNS服務器

file "slaves/zones/slaves.cernet.xdsisu.edu.cn"；

}；

2.2.2 配置主DNS服務器各運營商區域A記錄

（1）配置教育網區域A記錄。

[root@ns134 zones]# vi master.cernet.xdsisu.edu.cn

www INA 59.78.72.3

（2）配置其它任意地址區域A記錄。

[root@ns134 zones]# vi master.any.xdsisu.edu.cn

www INA 222.69.159.3

（3）LVS的DR模式下需要在主、從DNS服務器上對arp_ignore和arp_announce參數進行配置，禁止響應對VIP地址的ARP請求。另外為lo：0接口配置VIP虛擬地址。

[root@ns134 master]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

[root@ns134 master]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

[root@ns134 master]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

[root@ns134 master]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

[root@ns134 master]#/sbin/ifconfig lo：0 192.168.27.101 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.27.101

[root@ns134 master]#/sbin/route add -host 192.168.27.101 dev lo：0

3 高可用負載及公網域名解析測試

3.1 負載均衡器高可用測試

關閉主負載均衡器的Keepalived，查看備用負載均衡器的日志記錄。

[root@lvs132 ～]# tail -f /var/log/messages

Jul 24 20：31：39 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Transition to MASTER STATE

Jul 24 20：31：41 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Entering MASTER STATE

Jul 24 20：31：41 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） setting protocol VIPs.

Jul 24 20：31：41 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Sending gratuitous ARPs on eth1 for 192.168.27.101

Jul 24 20：31：41 lvs132 Keepalived_vrrp： Netlink reflector reports IP 10.0.0.2 added

Jul 24 20：31：41 lvs132 Keepalived_healthcheckers： Netlink reflector reports IP 10.0.0.2 added

Jul 24 20：31：41 lvs132 avahi-daemon[3998]： Registering new address record for 192.168.27.101 on eth1.

Jul 24 20：31：46 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Sending gratuitous ARPs on eth1 for 192.168.27.101endprint

通過上面的日志可以看出，在關閉主負載均衡器上的Keepalived時，備用負載均衡器自動進入主負載均衡器的角色，狀態也由原來的BACKUP變為了MASTER狀態，虛擬VIP 192.168.27.101也漂移到備用負載均衡器上。

重新啟動主負載均衡器的Keepalived，觀察備用負載均衡器日志。

[root@lvs132 ～]# tail -f /var/log/messages

Jul 24 20：39：19 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Received higher prio advert

Jul 24 20：39：19 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） Entering BACKUP STATE

Jul 24 20：39：19 lvs132 Keepalived_vrrp： VRRP_Instance（VI_1） removing protocol VIPs.

Jul 24 20：39：19 lvs132 Keepalived_vrrp： Netlink reflector reports IP 10.0.0.2 removed

Jul 24 20：39：19 lvs132 Keepalived_healthcheckers： Netlink reflector reports IP 10.0.0.2 removed

Jul 24 20：39：19 lvs132 avahi-daemon[3998]： Withdrawing address record for 192.168.27.101 on eth1.

上面日志可以看出，啟用主負載均衡器上的Keepalived后，由于備用負載均衡器收到優先級比自己更高的負載均衡器，于是自動進入BACKUP狀態并釋放掉虛擬VIP。

通過以上的測試可知，在主負載均衡器發生故障時，備用負載均衡器能夠在很短的時間便可自動接管，承擔起主負載均衡器調度轉發作用，進而保證了業務系統正常運行的高可用性、高可靠性。

3.2 Realserver高可用的測試

打開主負載均衡器的日志，關閉、啟動從DNS，觀察日志記錄。

[root@lvs131 ～]# tail -f /var/log/messages

Jul 24 20：46：04 lvs131 Keepalived_healthcheckers： TCP connection to [192.168.27.135：53] failed ！！！

Jul 24 20：46：04 lvs131 Keepalived_healthcheckers： Removing service [192.168.27.135：53] from VS [192.168.27.101：53]

Jul 24 20：59：34 lvs131 Keepalived_healthcheckers： TCP connection to [192.168.27.135：53] success.

Jul 24 20：59：34 lvs131 Keepalived_healthcheckers： Adding service [192.168.27.135：53] to VS [192.168.27.101：53]

以上日志可以看出，在從DNS發生故障后，主負載均衡器會自動將其移除，隨即也停止向其轉發DNS解析的請求。從DNS恢復正常后，主負載均衡器又自動將其添加到集群中，使其繼續為用戶提供正常的域名解析服務。

3.3 域名的解析測試

打開一起測網站www.17ce.com，該網站可以看到監測點名稱、不同監測點域名解析花費時間、解析返回的公網地址。切到Dns欄輸入我校的官網地址www.xdsisu.edu.cn，通過檢測可以詳細看到不同監測點返回的我校官網不同的公網地址。

4 結語

使用多臺Realserver做DNS的集群，存在不同視圖域名記錄同步的問題，本系統中將每個視圖生成一個密鑰，DNS主從同步時保證了只同步本視圖內域名記錄，而不會對其他視圖造成影響。實際使用中，不管是某臺負載均衡器出現問題，還是集群中的某臺DNS服務器發生故障，我校域名的解析都可以正常運行，真正地實現了高可用、高可靠、負載均衡的目的。

參考文獻

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[2]劉敏娜，張繼濤.基于LVS+KEEPALIVED 的高可用負載均衡研究與應用.《自動化技術與應用》[J]，2014，（11）33.

[3]石幫榮，智能DNS和線路跟隨解析技術在多出口高校校園網中的應用.《桂林師范高等專科學校學報》[J]，2014（4）86-88.endprint