華為云LSN在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

■ 邢臺職業(yè)技術(shù)學院 尹立君

近年來隨著計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，各類新技術(shù)（4K高清網(wǎng)絡(luò)視頻、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等）的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來越高，校園網(wǎng)絡(luò)因上網(wǎng)用戶數(shù)量大(同時并發(fā)用戶數(shù)達到幾千或上萬)，上網(wǎng)時間集中（下課時間、晚上、周六日），終端設(shè)備復雜、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議多等對帶寬要求尤為突出。從根本上講擴容網(wǎng)絡(luò)帶寬出口是最為行之有效的方法，但隨之而來的就是高額的網(wǎng)絡(luò)出口費用。既要保障用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的正常訪問速度，又不能無休止的通過擴容校園網(wǎng)出口帶寬來解決，這就對網(wǎng)絡(luò)帶寬的控制和管理提出了更高要求。

結(jié)合當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)主要傳輸內(nèi)容，目前主要有以下幾種技術(shù)方案可有效降低網(wǎng)絡(luò)出口帶寬占用，提高網(wǎng)絡(luò)訪問體驗：廣域網(wǎng)出口優(yōu)化、重要資源站點校內(nèi)鏡像、網(wǎng)絡(luò)流量（緩存）加速設(shè)備和多鏈路出口負載等。本文就以通過校園網(wǎng)自建智能DNS，利用前置調(diào)度策略和域名劫持技術(shù)實現(xiàn)華為云LSN在校園網(wǎng)內(nèi)部署云平臺內(nèi)容節(jié)點為例，實現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)出口帶寬壓力，提高網(wǎng)絡(luò)訪問體驗。

智能DNS

目前國內(nèi)院校均通過三大電信運營商（中國移動、中國電信、中國聯(lián)通）接入Internet，同時絕大多數(shù)院校采用專線接入CERNET(中國教育和科研網(wǎng))，實現(xiàn)了兩出口或多出口，智能DNS可以有效的彌補不同電信運營商之間的互聯(lián)互通不暢的問題。智能DNS最大的特點就是能夠根據(jù)來訪用戶的來源IP解析成與之對應(yīng)的接入電信運營商的線路IP，例如來訪IP是網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)IP，智能DNS域名策略解析服務(wù)器會把網(wǎng)站域名所對應(yīng)的網(wǎng)通IP地址解析給這個來訪用戶。若來訪IP是電信網(wǎng)絡(luò)IP，DNS策略解析服務(wù)器會把網(wǎng)站域名對應(yīng)的電信IP地址解析給這個來訪用戶。智能DNS解析原理如圖1所示。智能DNS策略解析還可以實現(xiàn)就近訪問機制。部分網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供者會在國內(nèi)外租用多臺虛擬主機以解決用戶訪問需求，智能DNS策略解析服務(wù)可以根據(jù)來訪IP地區(qū)進行就近解析。同時智能DNS透明代理功能還可以避免由于內(nèi)網(wǎng)用戶填寫同一運營商DNS服務(wù)器地址而造成鏈路擁塞和訪問速度變慢的情況；同時支持為用戶訪問的特定域名指定訪問鏈路，提升各條鏈路利用率，避免鏈路擁塞，此外部署在內(nèi)網(wǎng)的智能DNS還可能夠緩存解析記錄，加快內(nèi)網(wǎng)用戶域名解析時間，同時還可以部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣實現(xiàn)多個主機負載、網(wǎng)絡(luò)出口流量負載等功能。

圖1 智能DNS解析原理

圖2 華為本地服務(wù)節(jié)點方案

華為LSN

隨著華為終端近幾年中國市場爆發(fā)式的增長，華為終端數(shù)據(jù)資源在校園網(wǎng)絡(luò)流量中的占比也越來越高，為此華為在高校推出華為LSN（Local Service Node,本地服務(wù)節(jié)點）服務(wù)項目，技術(shù)方案如圖2所示，在高校網(wǎng)絡(luò)中心建設(shè)資源節(jié)點，方便用戶更快速的訪問華為終端資源，華為云平臺內(nèi)容引入：包含華為手機終端應(yīng)用內(nèi)容、華為云合作伙伴內(nèi)容、外部客戶內(nèi)容；加速內(nèi)容：包括但不限于HTTP站點訪問、視頻點播、視頻直播、APP下載、圖片、文本等；本地訪問：用戶訪問流量不經(jīng)過校園網(wǎng)出口，用戶在校園網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)訪問；熱點預(yù)?。禾崆皩⒕W(wǎng)絡(luò)中熱點資源緩存至本地，實現(xiàn)本地緩存的智能化和高質(zhì)量；數(shù)據(jù)預(yù)熱：允許用戶對特別關(guān)注的內(nèi)容進行提前數(shù)據(jù)預(yù)熱，保證重點內(nèi)容的訪問效果；實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容“一次獲取，多次利用”，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的本地交付能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量本地化，從而減少用戶訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容對出口帶寬的占用。

部署與實施

在本例中主要是利用校園網(wǎng)自建智能DNS的前置調(diào)度策略和域名劫持技術(shù)對華為云域名優(yōu)先解析至特定的地址（華為云調(diào)度中心GSLB），華為云調(diào)度中心根據(jù)解析請求，返回指向校園網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)華為LSN的A記錄給校園網(wǎng)請求用戶，用戶直接從校園網(wǎng)內(nèi)部獲取請求資源。

1.華為LSN調(diào)度與組網(wǎng)

校園網(wǎng)在自建智能DNS做域名劫持，將華為云域名加入透明代理例外列表，針對華為云域名解析請求轉(zhuǎn)發(fā)給特定的地址（華為云調(diào)度中心GSLB），校園網(wǎng)將其自建智能DNS出網(wǎng)地址告訴華為，華為在調(diào)度中心上報備；調(diào)度中心針對來自校園網(wǎng)地址的解析請求，返回指向校園網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)LSN的A記錄給校園網(wǎng)DNS請求用戶，用戶訪問LSN，具體調(diào)度如圖3所示。

圖3 華為LSN調(diào)度圖

圖4 華為LSN組圖和業(yè)務(wù)流

圖5 測試窗口

如圖4華為LSN組圖和業(yè)務(wù)流，其中管理流：LSN的管理私網(wǎng)地址和華為云管理中心私網(wǎng)地址跨公網(wǎng)隧道打通，校園網(wǎng)分配一個做隧道的公網(wǎng)地址給LSN，并在內(nèi)網(wǎng)安全設(shè)備上放開GRE協(xié)議號47；管理流流量小，出網(wǎng)可走教育網(wǎng)或三大運營商；內(nèi)網(wǎng)用戶訪問流：LSN配置校園網(wǎng)分配的業(yè)務(wù)私網(wǎng)地址需要被內(nèi)網(wǎng)用戶（宿舍、辦公區(qū)、校園WiFi）訪問；LSN回源流：LSN通過校園網(wǎng)已有的源NAT出網(wǎng)回源；回源走校園網(wǎng)接入的的三大電信運營商或教育網(wǎng)帶寬；域名劫持流：校園網(wǎng)自建智能DNS上針對華為云域名轉(zhuǎn)發(fā)到華為云管理中心，華為云中心針對來自學校的解析請求返回A記錄指向?qū)W校LSN。

2.智能DNS調(diào)度配置

在智能DNS配置前置調(diào)度策略（優(yōu)先代理策略），將華為云域名集解析至華為云DNS服務(wù)器139.159.208.43及139.159.208.46。使用NSLO OKUP進行測試，結(jié)果如圖5所示，表示成功實現(xiàn)域名劫持。此外還有一點需要特別注意，校園網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)若有Cache系統(tǒng)，必須將華為域名集加入Cache黑名單，防止被校園網(wǎng)Cache劫持出線302/502的錯誤。

結(jié)束語

華為LSN通過智能DNS的前置調(diào)度策略在校園網(wǎng)部署后能有效降低校園網(wǎng)出口帶寬壓力；去華為內(nèi)容中心回源是學生訪問促發(fā)，不占用校園網(wǎng)帶寬；本地存儲空間大，節(jié)省更多帶寬，是有效解決校園網(wǎng)絡(luò)帶寬的另一途徑。