基于DNS智能解析組件實現災備平臺自動切換

摘? 要：互聯網以席卷之勢影響著生活的方方面面，傳統電視行業在互聯網的沖擊下也開始重新洗牌，機頂盒形式的智能電視已經占據市場較大份額，相關軟件和運用設備也正逐步完善中。受限于平臺的技術以及災難事故處理機制的不成熟，已存在的省DNS平臺無法智能檢測平臺自身的情況且需要手動切換。為了解決已有系統平臺存在的種種問題，開發了基于DNS智能解析組件實現災備平臺自動切換的軟件項目。

關鍵詞：DNS;平臺;視頻;魔百盒

中圖分類號：TP368? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）23-0073-04

Automatic Switching of Disaster Backup Platform Based on DNS Intelligent Resolution Component

YU Wenxiao

（Hunan Branch of China Mobile， Changsha? 410000， China）

Abstract： The Internet is sweeping all aspects of life. Under the impact of the Internet， the traditional TV industry also began to reshuffle. The smart TV in the form of set-top box has occupied a large market share， and the relevant software and application equipment are gradually improving. Limited by the immature of the platform technology and the disaster accident handling mechanism， the existing provincial DNS platform cannot intelligently detect the situation of the platform itself and need to be switched manually. In order to solve the problems existing in the existing system platform， we have developed a software project to realize the automatic switching of disaster backup platform based on DNS intelligent resolution component.

Keywords： DNS; platform; video; Magic box

0? 引? 言

原有的省DNS平臺已經具備對IP進行解析以及對來自用戶的業務請求進行轉發處理的能力，只是在系統的健壯性以及故障檢測和處理方面做得不夠完善，極其容易收到干擾，并且當問題發生時無法有效解決。針對現有系統存在的問題，項目組在開源DNS解析軟件BIND的基礎上進行二次開發，增加了智能監控模塊，使用相關軟件技術對整個系統的解析能力進行監控，實現對IPTV平臺西片區機房和湘潭機房平臺主機和應用的監測，當檢測到相關功能異常時，能夠及時做出反應，構建整體DNS智能解析能力，實現IPTV災備平臺的自動切換。

經過完善的系統平臺主要功能包括兩個，一個是原有的也是最基本的DNS域名解析功能。盒端配置域名后，發起請求，DNS解析負責接收來自用戶端的針對系統平臺的訪問請求并解析相關的IP地址，省DNS隨后向大視頻主F5節點轉發域名解析請求，主備F5轉發域名解析請求到大視頻主備DNS服務器進行域名解析，大視頻主備DNS解析域名后，將域名解析成主業務系統IP，到主業務支撐系統業務請求。另一個功能是針對省DNS平臺的智能監控以及災備平臺的自動切換。完善的項目使用軟件進行相關功能的智能監控，采取按時間頻率進行自動檢測的方式，測試系統主業務平臺是否聯通，是否能夠承擔完整的業務請求，當檢測到主業務平臺故障時，自動切換災備業務支撐系統，將來自用戶的業務請求在大視頻主備DNS解析后轉發到備用系統進行處理，既做到故障及時發現，又做到問題及時解決，大幅度提高系統健壯性以及公司集團業務水平。具體的業務處理流程圖如圖1所示。

1? 項目開發相關技術原理

1.1? DNS域名解析

每個用戶都可以在盒端通過互聯網連接到業務請求服務相對應的網絡服務中心，網絡服務中心的省DNS平臺先進行DNS智能解析組件的部署，相關的IP地址與域名的對應關系已經提前寫入到相關的組件中，所以部署完成后在相應的DNS地址簿會保存有對應的服務器IP地址與相關的域名對應關系。當用戶通過盒子向省DNS平臺發送對應的服務請求時，DNS將解析所請求的域名，先檢查一下自己的緩存中有沒有這個地址，有的話就直接返回。這個時候拿到的ip地址，會被標記為非權威服務器的應答，如果緩存中沒有的話，DNS平臺會從配置文件里面讀取根域名服務器的地址（這些地址是不變的，直接在BIND的配置文件中），如果查詢成功再將相關的請求轉發到對應的IP地址，

1.2? 主機和業務監控

省側DNS轉發的DNS解析請求由BIND承接解析，智能監控模塊負責監控多組業務主機、端口，通過ping、telnet等多種形式探測主機和業務運行狀態。技術人員設置相關的監控參數后，系統內部時間將根據所設定的時間以及指定的檢測方式對系統內部業務進行檢測，比如設定時間為一分鐘，那系統將在每分鐘的周期內對內部業務邏輯進行連通性、邏輯性、功能性進行檢測，如果檢測發現一場，則暫時將該主機業務終止，切換到其他的可用的災備平臺。

目前該DNS智能解析組件已投入實際生產中，其承接的IPTV災備平臺業務目前已上線，性能和可靠性已通過壓力測試和現網驗證，后續將在OTT災備平臺繼續使用該組件，同時省公司其余采用域名切換的平臺也可采用該組件。

2? 項目具體開發實現

2.1? 自動宕機檢測

自動宕機檢測是指定期對域名解析的服務器進行檢測，如發現某個服務器無法訪問，則不再將域名解析到該服務器，實現故障的自動遷移，并通知管理員，故障服務器修復后，則解析也自動恢復，如圖2所示。在實現過程中需要根據技術人員事先設定的參數進行相應的檢測，首先讀取DNS平臺所固有的信息，并將這些信息以固定格式作為參數傳入檢測的外露接口，監控檢測接口的內部其實是一個python所編碼的監控檢測方法，接收到參數后對相關信息進行讀取，包括域名、活躍IP、備用IP、IP地址是否可用、字典信息等，獲得這些固定的DNS平臺信息之后，需要對相關的IP地址進行檢測是否可用，具體的檢測過程需要調用事先指定的方法，比如最常用的ping方法，ping是網絡包探索器（Packet Internet Groper），用于探測網絡的程序，工作在TCP/IP的應用層，向特定的遠端或自己發送ICMP Echo請求報文，測試報文是否可達，以此來檢測對應的IP端口是否可以互相聯通。將ping方法包裝后測試對應的節點是否可以聯通，并返回響應值和未響應值。如果返回的非響應值為2，則說明檢測的兩個節點均不聯通，則不將接收到的服務請求轉到未聯通的節點進行處理，將節點的狀態更新到數據庫中并啟用災備平臺，同時更新各節點的使用狀態;如果災備平臺的IP不可用且現有的DNS平臺節點全部可用，那說明可以將接收到的服務請求信號轉送到活躍可用的DNS平臺節點進行處理。

2.2? 設置檢測的頻率和類型

可根據具體業務的需要，選擇需檢測類型、檢測端口、檢測頻率、指定頁面進行檢測。檢測功能參數的選擇需要技術人員首先在系統內部設置好相應的可選項，以網絡節點連通性檢測為例，可以使用不同的檢測方式或者檢測命令直接在系統內部進行檢測，比如ipconfig命令，ipconfig實用程序可用于顯示當前的TCP/IP配置的設置值，這些信息一般用來檢驗人工配置的TCP/IP設置是否正確，如果計算機和所在的局域網使用了動態主機配置協議（DHCP），這個程序所顯示的信息也許更加實用。這時，ipconfig可以讓我們了解到需要測試的服務器節點是否成功地獲得一個IP地址，如果已獲得則可以了解它目前分配到的是什么地址。了解計算機當前的IP地址、子網掩碼和默認網關實際上是進行測試和故障分析的必要項目。如果使用ipconfig時就不能選擇其他的可選參數，這是由程序本身決定的，它為每個已經配置了的接口顯示IP地址、子網掩碼和默認網關值。當使用all選項時（輸入“ipconfig/all”），ipconfig能為DNS和WINS服務器顯示它已配置且所要使用的附加信息（如IP地址等），并且顯示內置于本地網卡中的物理地址（MAC地址）。如果IP地址是從DHCP服務器獲得的，ipconfig將顯示DHCP服務器的IP地址和獲得地址預計失效的日期。

另外一個常用的是ping命令。Ping是在網絡簡單診斷中使用頻率極高的實用程序。可以設置參數，包括重復最大限制時間，如果在規定時間內未接收到對應的回復信息，則默認節點不連通，當節點信息報文傳輸失敗，還可以設置重視的次數以及是否忽略其中的查找錯誤，進一步確定節點服務器的狀態。最后可以根據返回的信息，推斷TCP/IP參數是否設置得正確以及運行是否正常。

2.3? 平臺自動切換以及實時消息通知

DNS智能解析地址切換后，通過短信接口實時通知相關責任人，及時恢復主平臺相關業務;在系統內部根據設定的參數進行業務服務器進行監控時，若監控到了服務器節點不可用，則啟用備用的服務器對接收到的請求進行處理并更新數據庫中的服務器狀態信息。這個過程涉及平臺的自動切換，主要的實現手段就是利用數據庫記錄服務器節點的信息。在初始階段，原有固定節點服務器的狀態以及使用信息等屬性都被記錄在對應的數據庫中，包括正在正常使用的節點服務器和災備服務器節點;監控到故障發生之后，查看返回信息，并將節點以及節點的狀態信息等屬性以節點名作為主鍵的數據格式存到數據庫中，數據庫中的節點屬性信息被更新，同時備用節點服務器的相關狀態信息和使用信息等屬性也以同樣的方式存入到數據庫中。數據庫根據監控結果實時進行更新，并直接用于用戶請求信息的處理。當接收到來自用戶的服務請求信息，系統首先從數據庫中讀取各服務器節點的屬性信息，只有狀態活躍且未被使用的節點服務器才能用來處理接收到的服務請求。當故障節點服務器信息被監控模塊監控后更改，則不會再參與到處理服務請求的任務中，同時備用節點的屬性也被更改，則在接受到來自用戶的服務請求之后可以正常工作，整個平臺切換過程通過對節點服務器狀態監控、屬性信息更改這兩個過程，以數據庫作為控制器，來實現災備平臺的自動切換。

實時消息通知同樣可以以數據庫作為控制器，借助數據庫中的固有組件來實現。首先需要在數據庫中啟用相應的事件監聽機制，當節點服務器狀態信息等數據被更改時，則觸發了相應的事件監聽，將被更改的節點信息以及更改后的節點信息一同以事件的信息格式發送給到前端顯示窗口或者以服務器發送短信的方式發送到固定的移動設備，這樣就能夠實現實時消息通知。

3? 系統性能以及優勢

3.1? 系統高處理能力

使用行業內常用的服務器性能檢測工具queryperf對IPTV單臺DNS服務進行域名hniptv.itv.cmvideo.cn解析壓力測試，結果為單臺DNS處理能力值約為19 250 TPS，這只是單臺DNS的處理能力，等到DNS上線后同時有4臺服務器提供服，理論上合計能提供7 700 TPS的域名解析能力。根據測試能滿足規劃的6百萬萬用戶登錄（5 000 RPS）和鑒權（1 667 RPS）性能要求指標。

3.2? 系統健壯性

該項目上線后，災備平臺切換的時長由十分鐘級別提升至三秒鐘，除部分切換時間登錄用戶短時間無法登錄外，其余用戶均可正常使用，保證了魔百和業務的連續性，滿足集團公司、廣電的IPTV管控要求;

3.3? 投資節省

如該項目未采用自主實現，在后續的擴容優化項目中需提交需求給相關廠商，且IPTV、OTT均需實現該部分功能，根據與廠商的溝通，工作量在每日一千人，按照每日每人一千元的單價計算，節省投資預計一百萬左右。

4? 結? 論

原有的DNS平臺需要進一步完善其中的業務邏輯，作為服務業公司集團，需要的不僅僅是向用戶提供服務，更重要的是提供優質的服務，并且能夠及時解決發生的問題，給用戶最好的視頻觀看體驗。整個DNS智能解析組件結構清晰，可拓展性強，能夠適用相同類型的多種不同場景，真正能夠做到以小的成本解決大的問題。通過開發DNS智能解析組件，使得原DNS平臺能夠在發揮作用的同時避免事故的發生，并且為這一類問題的解決提供了思路和現成的方法，讓用戶和公司集團實現雙贏。

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作者簡介：于文曉（1980—），男，漢族，山東威海人，工程師，碩士，研究方向：高清視頻可靠傳輸。