DNS域名解析与CDN内容分发网络

一、DNS域名解析：( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写， 网络，开始使用加速服务后，当终端用户（北京）发起>

给你个批处理文件 你稍微修改下就能用！

 title Alpha - IP地址修改工具 

MODE con: COLS=80 lines=20

rem IP地址列表

set lname=本地连接 2

rem 本地连接IP地址一 公司IP地址

set lAdd1=1921683126

 set lmask1=2552552520

 set lGat1=1921683254

 set ldns11=20296199133

 set ldns12=202106196115

 rem 本地连接IP地址二 家庭IP地址

set lAdd2=1921680115

 set lmask2=2552552550

 set lGat2=19216801

 set ldns21=20296199133

 set ldns22=202106196115

set wname=无线网络连接

rem 无线连接IP地址一 公司IP地址

set wAdd1=%lAdd1%

 set wmask1=%lmask1%

 set wGat1=%lGat1%

 set wdns11=%ldns11%

 set wdns12=%ldns12%

 rem 无线连接IP地址二 家庭IP地址

set wAdd2=%lAdd2%

 set wmask2=%lmask2%

 set wGat2=%lGat2%

 set wdns21=%ldns21%

 set wdns22=%ldns21%

 :home

 cls

 @echo

 @echo      Alpha - IP地址修改工具    （ KYT -- PanFu ）

@echo

 @echo           1：设置 %lname%

 @echo           2：设置 %wname%

 @echo

 @echo 警告：WIN7系统必须 单击右键 [以管理员身份运行(A)] ！

@echo

 @echo

 set shut="" 

 set /p shut="请输入 <1> 或 <2> 或 <q>退出 并按回车键 :" 

IF NOT "%shut%"=="" ( 

 if %shut% NEQ "" SET shut=%shut:~0,1% 

 ) else ( 

 set shut="") 

 if /i %shut%==1 goto locally

 if /i %shut%==2 goto wireless

 if /i %shut%==q exit

 goto home

:locally

 cls

 @echo

 @echo      修改 %lname% IP地址      （ KYT -- PanFu ）

@echo

 @echo           1：设置 %lname% 自动获取IP地址

@echo           2：设置 %lname% IP地址为公司IP %lAdd1%

 @echo           3：设置 %lname% IP地址为专用IP %lAdd2%

 @echo

 @echo

 set shut="" 

 set /p shut="请输入 <1> 或 <2> 或 <3> 或 <q>退出 并按回车键 或者 按<回车键>返回主菜单 

:" 

IF NOT "%shut%"=="" ( 

 if %shut% NEQ "" SET shut=%shut:~0,1% 

 ) else ( 

 set shut="") 

 if /i %shut%==1 goto locallyone

 if /i %shut%==2 goto locallytwo

 if /i %shut%==3 goto locallythree

 if /i %shut%==q exit

 goto home

:wireless

 cls

 @echo

 @echo      修改 %wname% IP地址      （ KYT -- PanFu ）

@echo

 @echo           1：设置 %wname% 自动获取IP地址

@echo           2：设置 %wname% IP地址为公司IP %wAdd1%

 @echo           3：设置 %wname% IP地址为专用IP %wAdd2%

 @echo

 @echo

 set shut="" 

 set /p shut="请输入 <1> 或 <2> 或 <3> 或 <q>退出 并按回车键 或者 按<回车键>返回主菜单 

:" 

IF NOT "%shut%"=="" ( 

 if %shut% NEQ "" SET shut=%shut:~0,1% 

 ) else ( 

 set shut="") 

 if /i %shut%==1 goto wirelessone

 if /i %shut%==2 goto wirelesstwo

 if /i %shut%==3 goto wirelessthree

 if /i %shut%==q exit

 goto home

rem  设置 本地网络连接 开始

:locallyone

 @echo

 @echo 正在设置 %lname% IP地址 请稍后。。。

call :autolocall %lname% >nul

 @echo 设置 %lname% 自动获取IP地址成功！！

@echo

 @echo

 goto three

:locallytwo

 @echo

 @echo 正在设置 %lname% IP地址 请稍后。。。

call :autowireless %wname% >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%lname%" static %ladd1% %lmask1% %lGat1% >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%lname%" %ldns11% index=1 >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%lname%" %ldns12% index=2 >nul

 @echo 设置 %lname% IP地址成功！！！

@echo

 @echo 当前IP地址：   %ladd1%

 @echo 当前子网掩码： %lmask1%

 @echo 当前默认网关： %lGat1%

 @echo 当前DNS1地址：%ldns11%

 @echo 当前DNS2地址：%ldns12%

 @echo

 @echo

 goto three

:locallythree

 @echo

 @echo 正在设置 %lname% IP地址 请稍后。。。

call :autowireless %wname% >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%lname%" static %ladd2% %lmask2% %lGat2% >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%lname%" addr=%ldns21% index=1 >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%lname%" addr=%ldns22% index=2 >nul

 @echo 设置 %lname% IP地址成功！！！

@echo

 @echo 当前IP地址：   %ladd2%

 @echo 当前子网掩码： %lmask2%

 @echo 当前默认网关： %lGat2%

 @echo 当前DNS1地址：%ldns21%

 @echo 当前DNS2地址：%ldns22%

 @echo

 @echo

 goto three

 :: 设置 本地网络连接 结束

::  设置 无线网络连接 开始

:wirelessone

 @echo

 @echo 正在设置 %wname% IP地址 请稍后。。。

call :autowireless %wname% >nul

 @echo 设置 %wname% 自动获取IP地址成功！！

@echo

 @echo

 goto three

:wirelesstwo

 @echo

 @echo 正在设置 %wname% IP地址 请稍后。。。

call :autolocall %lname% >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%wname%" static %wadd1% %wmask1% %wGat1% >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%wname%" %wdns11% index=1 >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%wname%" %wdns12% index=2 >nul

 @echo 设置 %wname% IP地址成功！！！

@echo

 @echo 当前IP地址：   %wadd1%

 @echo 当前子网掩码： %wmask1%

 @echo 当前默认网关： %wGat1%

 @echo 当前DNS1地址：%wdns11%

 @echo 当前DNS2地址：%wdns12%

 @echo

 @echo

 goto three

:wirelessthree

 @echo

 @echo 正在设置 %wname% IP地址 请稍后。。。

call :autolocall %lname% >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%wname%" static %wadd2% %wmask2% %wGat2% >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%wname%" %wdns121% index=1 >nul

 cmd /c netsh interface ip add dns name="%wname%" %wdns122% index=2 >nul

 @echo 设置 %wname% IP地址成功！！！

@echo

 @echo 当前IP地址：   %wadd2%

 @echo 当前子网掩码： %wmask2%

 @echo 当前默认网关： %wGat2%

 @echo 当前DNS1地址：%wdns21%

 @echo 当前DNS2地址：%wdns22%

 @echo

 @echo

 goto three

 :: 设置 无线网络连接 结束

:three

 ::pause >nul

 set shut="" 

 set /p shut="请输入 <a>返回主菜单 或者 按<其他键>退出:" 

IF NOT "%shut%"=="" ( 

 if %shut% NEQ "" SET shut=%shut:~0,1% 

 ) else ( 

 set shut="") 

 if /i %shut%==a goto home

 exit

:autolocall

 cmd /c netsh interface ip set address name="%lname%" static 0000  0000  0000 >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%lname%" source=dhcp >nul

 cmd /c netsh interface ip set dns name="%lname%" source=dhcp >nul

 ::@echo 设置 %lname% 自动获取IP地址成功！

goto :eof

:autowireless

 cmd /c netsh interface ip set address name="%wname%" static 0000  0000  0000 >nul

 cmd /c netsh interface ip set address name="%wname%" source=dhcp >nul

 cmd /c netsh interface ip set dns name="%wname%" source=dhcp >nul

 ::@echo 设置 %wname% 自动获取IP地址成功！

goto :eof

上面的本地连接2 是你的本地连接的名字！ IP地址修改下就行了！

把上面的代码 复制到新建文本里，然后改下后缀名！ bat就OK了

　第1步，浏览器会检查缓存中有没有这个域名对应的解析过的IP地址，如果缓存中有，这个解析过程就将结束。浏览器缓存域名也是有限制的，不仅浏览器缓存大小有限制，而且缓存的时间也有限制，通常情况下为几分钟到几小时不等，域名被缓存的时间限制可以通过TTL属性来设置。这个缓存时间太长和太短都不好，如果缓存时间太长，一旦域名被解析到的IP有变化，会导致被客户端缓存的域名无法解析到变化后的IP地址，以致该域名不能正常解析，这段时间内有可能会有一部分用户无法访问网站。如果时间设置太短，会导致用户每次访问网站都要重新解析一次域名。

第2步，如果用户的浏览器缓存中没有，浏览器会查找 *** 作系统缓存中是否有这个域名对应的DNS解析结果。其实 *** 作系统也会有一个域名解析的过程，在Windows中可以通过C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件来设置，你可以将任何域名解析到任何能够访问的IP地址。如果你在这里指定了一个域名对应的IP地址，那么浏览器会首先使用这个IP地址。例如，我们在测试时可以将一个域名解析到一台测试服务器上，这样不用修改任何代码就能测试到单独服务器上的代码的业务逻辑是否正确。正是因为有这种本地DNS解析的规程，所以黑客就有可能通过修改你的域名解析来把特定的域名解析到它指定的IP地址上，导致这些域名被劫持。

这导致早期的Windows版本中出现过很严重的问题，而且对于一般没有太多电脑知识的用户来说，出现问题后很难发现，即使发现也很难自己解决，所以Windows 7中将hosts文件设置成了只读的，防止这个文件被轻易修改。

在Linux中这个配置文件是/etc/namedconf，修改这个文件可以达到同样的目的，当解析到这个配置文件中的某个域名时， *** 作系统会在缓存中缓存这个解析结果，缓存的时间同样是受这个域名的失效时间和缓存的空间大小控制的。

前面这两个步骤都是在本机完成的，所以在图1-10中没有表示出来。到这里还没有涉及真正的域名解析服务器，如果在本机中仍然无法完成域名的解析，就会真正请求域名服务器来解析这个域名了。

第3步，如何、怎么知道域名服务器呢？在我们的网络配置中都会有"DNS服务器地址"这一项，这个地址就用于解决前面所说的如果两个过程无法解析时要怎么办， *** 作系统会把这个域名发送给这里设置的LDNS，也就是本地区的域名服务器。这个DNS通常都提供给你本地互联网接入的一个DNS解析服务，例如你是在学校接入互联网，那么你的DNS服务器肯定在你的学校，如果你是在一个小区接入互联网的，那这个DNS就是提供给你接入互联网的应用提供商，即电信或者联通，也就是通常所说的SPA，那么这个DNS通常也会在你所在城市的某个角落，通常不会很远。在Windows下可以通过ipconfig查询这个地址

在Windows中查询DNS Server

在Linux下可以通过如下方式查询配置的DNS Server

在Linux中下查询DNS Server

这个专门的域名解析服务器性能都会很好，它们一般都会缓存域名解析结果，当然缓存时间是受域名的失效时间控制的，一般缓存空间不是影响域名失效的主要因素。大约80%的域名解析都到这里就已经完成了，所以LDNS主要承担了域名的解析工作。

第4步，如果LDNS仍然没有命中，就直接到Root Server域名服务器请求解析。

第5步，根域名服务器返回给本地域名服务器一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server）地址。gTLD是国际顶级域名服务器，如com、cn、org等，全球只有13台左右。

第6步，本地域名服务器（Local DNS Server）再向上一步返回的gTLD服务器发送请求。

第7步，接受请求的gTLD服务器查找并返回此域名对应的Name Server域名服务器的地址，这个Name Server通常就是你注册的域名服务器，例如你在某个域名服务提供商申请的域名，那么这个域名解析任务就由这个域名提供商的服务器来完成。

第8步，Name Server域名服务器会查询存储的域名和IP的映射关系表，正常情况下都根据域名得到目标IP记录，连同一个TTL值返回给DNS Server域名服务器。

第9步，返回该域名对应的IP和TTL值，Local DNS Server会缓存这个域名和IP的对应关系，缓存的时间由TTL值控制。

第10步，把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存在本地系统缓存中，域名解析过程结束。

在实际的DNS解析过程中，可能还不止这10个步骤，如Name Server也可能有多级，或者有一个GTM来负载均衡控制，这都有可能会影响域名解析的过程。

祝您生活愉快！希望我的回答对您有所帮助，能得到您的采纳!

域名解析步骤：

当一个用户在浏览器中输入>

第1步，浏览器会检查缓存中有没有这个域名对应的解析过的IP地址，如果缓存中有，这个解析过程就将结束。浏览器缓存域名也是有限制的，不仅浏览器缓存大小有限制，而且缓存的时间也有限制，通常情况下为几分钟到几小时不等，域名被缓存的时间限制可以通过TTL属性来设置。这个缓存时间太长和太短都不好，如果缓存时间太长，一旦域名被解析到的IP有变化，会导致被客户端缓存的域名无法解析到变化后的IP地址，以致该域名不能正常解析，这段时间内有可能会有一部分用户无法访问网站。如果时间设置太短，会导致用户每次访问网站都要重新解析一次域名。

第2步，如果用户的浏览器缓存中没有，浏览器会查找 *** 作系统缓存中是否有这个域名对应的DNS解析结果。其实 *** 作系统也会有一个域名解析的过程，在Windows中可以通过C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件来设置，你可以将任何域名解析到任何能够访问的IP地址。如果你在这里指定了一个域名对应的IP地址，那么浏览器会首先使用这个IP地址。例如，我们在测试时可以将一个域名解析到一台测试服务器上，这样不用修改任何代码就能测试到单独服务器上的代码的业务逻辑是否正确。正是因为有这种本地DNS解析的规程，所以黑客就有可能通过修改你的域名解析来把特定的域名解析到它指定的IP地址上，导致这些域名被劫持。

这导致早期的Windows版本中出现过很严重的问题，而且对于一般没有太多电脑知识的用户来说，出现问题后很难发现，即使发现也很难自己解决，所以Windows 7中将hosts文件设置成了只读的，防止这个文件被轻易修改。

在Linux中这个配置文件是/etc/namedconf，修改这个文件可以达到同样的目的，当解析到这个配置文件中的某个域名时， *** 作系统会在缓存中缓存这个解析结果，缓存的时间同样是受这个域名的失效时间和缓存的空间大小控制的。

前面这两个步骤都是在本机完成的，所以在图1-10中没有表示出来。到这里还没有涉及真正的域名解析服务器，如果在本机中仍然无法完成域名的解析，就会真正请求域名服务器来解析这个域名了。

第3步，如何、怎么知道域名服务器呢？在我们的网络配置中都会有"DNS服务器地址"这一项，这个地址就用于解决前面所说的如果两个过程无法解析时要怎么办， *** 作系统会把这个域名发送给这里设置的LDNS，也就是本地区的域名服务器。这个DNS通常都提供给你本地互联网接入的一个DNS解析服务，例如你是在学校接入互联网，那么你的DNS服务器肯定在你的学校，如果你是在一个小区接入互联网的，那这个DNS就是提供给你接入互联网的应用提供商，即电信或者联通，也就是通常所说的SPA，那么这个DNS通常也会在你所在城市的某个角落，通常不会很远。在Windows下可以通过ipconfig查询这个地址

在Windows中查询DNS Server

在Linux下可以通过如下方式查询配置的DNS Server

在Linux中下查询DNS Server

这个专门的域名解析服务器性能都会很好，它们一般都会缓存域名解析结果，当然缓存时间是受域名的失效时间控制的，一般缓存空间不是影响域名失效的主要因素。大约80%的域名解析都到这里就已经完成了，所以LDNS主要承担了域名的解析工作。

第4步，如果LDNS仍然没有命中，就直接到Root Server域名服务器请求解析。

第5步，根域名服务器返回给本地域名服务器一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server）地址。gTLD是国际顶级域名服务器，如com、cn、org等，全球只有13台左右。

第6步，本地域名服务器（Local DNS Server）再向上一步返回的gTLD服务器发送请求。

第7步，接受请求的gTLD服务器查找并返回此域名对应的Name Server域名服务器的地址，这个Name Server通常就是你注册的域名服务器，例如你在某个域名服务提供商申请的域名，那么这个域名解析任务就由这个域名提供商的服务器来完成。

第8步，Name Server域名服务器会查询存储的域名和IP的映射关系表，正常情况下都根据域名得到目标IP记录，连同一个TTL值返回给DNS Server域名服务器。

第9步，返回该域名对应的IP和TTL值，Local DNS Server会缓存这个域名和IP的对应关系，缓存的时间由TTL值控制。

第10步，把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存在本地系统缓存中，域名解析过程结束。

在实际的DNS解析过程中，可能还不止这10个步骤，如Name Server也可能有多级，或者有一个GTM来负载均衡控制，这都有可能会影响域名解析的过程。

域名（英语：Domain Name），又称网域，是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时对计算机的定位标识（有时也指地理位置）。由于IP地址具有不方便记忆并且不能显示地址组织的名称和性质等缺点，人们设计出了域名，并通过网域名称系统（DNS，Domain Name System）来将域名和IP地址相互映射，使人更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址数串。

阿里云：阿里云域名注册

域名级数是指一个域名由多少级组成，域名的各个级别被“”分开，简而言之，有多少个点就是几级域名。顶级域名在开头有一个点，“一级域名”就是在“com top net org”前加一级，“二级域名”就是在一级域名前再加一级，二级域名及其以上级别的域名，统称为子域名，不在“注册域名”的范畴中。

进行渗透测试时，其主域名找不到漏洞时，就可以尝试去测试收集到的子域名，有可能测试子域名网站时会有意向不到的效果，然后可以由此横向到主网站。

域名系统（英文：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用UDP端口53。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。

本地HOSTS是存储的域名对应的IP地址，当我们访问一个网站输入域名时，首先会在本地的HOSTS文件查找是否有对应的IP地址，如果有就会直接解析成本地的IP进行访问。如果不能查到，那么会向DNS域名系统进行查询，找到对应的IP进行访问。

SDN全称是内容分发网络。其目的是让用户能够更快速的得到请求的数据。简单来讲，cdn就是用来加速的，他能让用户就近访问数据，这样就更更快的获取到需要的数据。

关系：通过dns服务我们可以很快的定位到用户的位置，然后给用户分配最佳cdn节点，但是这种调度方式存在一个问题，例如，当我 是北京联通的用户但是使用的却是深圳电信的ldns的话，调度服务器会给我分配到深圳电信的cdn服务器，这样就产生了错误的调度。

通常也称为域名系统投毒或DNS缓存投毒。它是利用虚假Internet地址替换掉域名系统表中的地址，进而制造破坏。当网络用户在带有该虚假地址的页面中进行搜寻，以访问某链接时，网页浏览器由于受到该虚假条目的影响而打开了不同的网页链接。在这种情况下，蠕虫、木马、浏览器劫持等恶意软件就可能会被下载到本地用户的电脑上。

DNS劫持又称域名劫持，是指在劫持的网络范围内拦截域名解析的请求，分析请求的域名，把审查范围以外的请求放行，否则返回假的IP地址或者什么都不做使请求失去响应，其效果就是对特定的网络不能访问或访问的是假网址。这类攻击一般通过恶意软件来更改终端用户TCP/IP设置，将用户指向恶意DNS服务器，该DNS服务器会对域名进行解析，并最终指向钓鱼网站等被攻击者 *** 控的服务器。

域名劫持就是在劫持的网络范围内拦截域名解析的请求，分析请求的域名，把审查范围以外的请求放行，否则直接返回假的IP地址或者什么也不做使得请求失去响应，其效果就是对特定的网址不能访问或访问的是假网址。一旦您的域名被劫持，用户被引到假冒的网站进而无法正常浏览网页，用户可能被诱骗到冒牌网站进行登录等 *** 作导致泄露隐私数据。

针对DNS的DDoS攻击通过控制大批僵尸网络利用真实DNS协议栈发起大量域名查询请求，利用工具软件伪造源IP发送海量DNS查询，发送海量DNS查询报文导致网络带宽耗尽而无法传送正常DNS查询请求。发送大量非法域名查询报文引起DNS服务器持续进行迭代查询，从而达到较少的攻击流量消耗大量服务器资源的目的。

所有放大攻击都利用了攻击者和目标Web资源之间的带宽消耗差异，由于每个机器人都要求使用欺骗性IP地址打开DNS解析器，该IP地址已更改为目标受害者的真实源IP地址，然后目标会从DNS解析器接收响应。为了创建大量流量，攻击者以尽可能从DNS解析器生成响应的方式构造请求。结果，目标接收到攻击者初始流量的放大，并且他们的网络被虚假流量阻塞，导致拒绝服务。

asp php aspx jsp javaweb pl py cgi 等

不同的脚本语言的编写规则不一样，程序产生的漏洞自然也不一样（代码审计）。

不同的脚本语言的编写规则不一样，程序产生的漏洞自然也不一样（代码审计）。

当第一次攻击之后，会留一个端口让攻击者下次从这个端口进行攻击

网页、线程插入、扩展、C/S后门

方便下次攻击进入

管道（攻击通道）

玩法，免杀

1 网站源码：分脚本类型，分应用方向

2 *** 作系统：windows linux

3 中间件（搭建平台）：apache iis tomcat nginx 等

4 数据库：access mysql mssql oracle sybase db2 postsql等

Web应用一般是指B/S架构的通过>

以下内容转载自徐汉彬大牛的博客 亿级Web系统搭建——单机到分布式集群 

当一个Web系统从日访问量10万逐步增长到1000万，甚至超过1亿的过程中，Web系统承受的压力会越来越大，在这个过程中，我们会遇到很多的问题。为了解决这些性能压力带来问题，我们需要在Web系统架构层面搭建多个层次的缓存机制。在不同的压力阶段，我们会遇到不同的问题，通过搭建不同的服务和架构来解决。

Web负载均衡 

Web负载均衡（Load Balancing），简单地说就是给我们的服务器集群分配“工作任务”，而采用恰当的分配方式，对于保护处于后端的Web服务器来说，非常重要。

负载均衡的策略有很多，我们从简单的讲起哈。

1 >

当用户发来请求的时候，Web服务器通过修改>

这个重定向非常容易实现，并且可以自定义各种策略。但是，它在大规模访问量下，性能不佳。而且，给用户的体验也不好，实际请求发生重定向，增加了网络延时。

2 反向代理负载均衡

反向代理服务的核心工作主要是转发>

Nginx是一种非常灵活的反向代理软件，可以自由定制化转发策略，分配服务器流量的权重等。反向代理中，常见的一个问题，就是Web服务器存储的session数据，因为一般负载均衡的策略都是随机分配请求的。同一个登录用户的请求，无法保证一定分配到相同的Web机器上，会导致无法找到session的问题。

解决方案主要有两种：

1 配置反向代理的转发规则，让同一个用户的请求一定落到同一台机器上（通过分析cookie），复杂的转发规则将会消耗更多的CPU，也增加了代理服务器的负担。

2 将session这类的信息，专门用某个独立服务来存储，例如redis/memchache，这个方案是比较推荐的。

反向代理服务，也是可以开启缓存的，如果开启了，会增加反向代理的负担，需要谨慎使用。这种负载均衡策略实现和部署非常简单，而且性能表现也比较好。但是，它有“单点故障”的问题，如果挂了，会带来很多的麻烦。而且，到了后期Web服务器继续增加，它本身可能成为系统的瓶颈。

3 IP负载均衡

IP负载均衡服务是工作在网络层（修改IP）和传输层（修改端口，第四层），比起工作在应用层（第七层）性能要高出非常多。原理是，他是对IP层的数据包的IP地址和端口信息进行修改，达到负载均衡的目的。这种方式，也被称为“四层负载均衡”。常见的负载均衡方式，是LVS（Linux Virtual Server，Linux虚拟服务），通过IPVS（IP Virtual Server，IP虚拟服务）来实现。

在负载均衡服务器收到客户端的IP包的时候，会修改IP包的目标IP地址或端口，然后原封不动地投递到内部网络中，数据包会流入到实际Web服务器。实际服务器处理完成后，又会将数据包投递回给负载均衡服务器，它再修改目标IP地址为用户IP地址，最终回到客户端。

上述的方式叫LVS-NAT，除此之外，还有LVS-RD（直接路由），LVS-TUN（IP隧道），三者之间都属于LVS的方式，但是有一定的区别，篇幅问题，不赘叙。

IP负载均衡的性能要高出Nginx的反向代理很多，它只处理到传输层为止的数据包，并不做进一步的组包，然后直接转发给实际服务器。不过，它的配置和搭建比较复杂。

4 DNS负载均衡

DNS（Domain Name System）负责域名解析的服务，域名url实际上是服务器的别名，实际映射是一个IP地址，解析过程，就是DNS完成域名到IP的映射。而一个域名是可以配置成对应多个IP的。因此，DNS也就可以作为负载均衡服务。

这种负载均衡策略，配置简单，性能极佳。但是，不能自由定义规则，而且，变更被映射的IP或者机器故障时很麻烦，还存在DNS生效延迟的问题。 

5 DNS/GSLB负载均衡

我们常用的CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）实现方式，其实就是在同一个域名映射为多IP的基础上更进一步，通过GSLB（Global Server Load Balance，全局负载均衡）按照指定规则映射域名的IP。一般情况下都是按照地理位置，将离用户近的IP返回给用户，减少网络传输中的路由节点之间的跳跃消耗。

“向上寻找”，实际过程是LDNS（Local DNS）先向根域名服务（Root Name Server）获取到顶级根的Name Server（例如com的），然后得到指定域名的授权DNS，然后再获得实际服务器IP。

CDN在Web系统中，一般情况下是用来解决大小较大的静态资源（html/Js/Css/等）的加载问题，让这些比较依赖网络下载的内容，尽可能离用户更近，提升用户体验。

例如，我访问了一张imgcachegtimgcn上的（腾讯的自建CDN，不使用qqcom域名的原因是防止>

这种方式，和前面的DNS负载均衡一样，不仅性能极佳，而且支持配置多种策略。但是，搭建和维护成本非常高。互联网一线公司，会自建CDN服务，中小型公司一般使用第三方提供的CDN。

Web系统的缓存机制的建立和优化

刚刚我们讲完了Web系统的外部网络环境，现在我们开始关注我们Web系统自身的性能问题。我们的Web站点随着访问量的上升，会遇到很多的挑战，解决这些问题不仅仅是扩容机器这么简单，建立和使用合适的缓存机制才是根本。

最开始，我们的Web系统架构可能是这样的，每个环节，都可能只有1台机器。

我们从最根本的数据存储开始看哈。

一、 MySQL数据库内部缓存使用

MySQL的缓存机制，就从先从MySQL内部开始，下面的内容将以最常见的InnoDB存储引擎为主。

1 建立恰当的索引

最简单的是建立索引，索引在表数据比较大的时候，起到快速检索数据的作用，但是成本也是有的。首先，占用了一定的磁盘空间，其中组合索引最突出，使用需要谨慎，它产生的索引甚至会比源数据更大。其次，建立索引之后的数据insert/update/delete等 *** 作，因为需要更新原来的索引，耗时会增加。当然，实际上我们的系统从总体来说，是以select查询 *** 作居多，因此，索引的使用仍然对系统性能有大幅提升的作用。

2 数据库连接线程池缓存

如果，每一个数据库 *** 作请求都需要创建和销毁连接的话，对数据库来说，无疑也是一种巨大的开销。为了减少这类型的开销，可以在MySQL中配置thread_cache_size来表示保留多少线程用于复用。线程不够的时候，再创建，空闲过多的时候，则销毁。

其实，还有更为激进一点的做法，使用pconnect（数据库长连接），线程一旦创建在很长时间内都保持着。但是，在访问量比较大，机器比较多的情况下，这种用法很可能会导致“数据库连接数耗尽”，因为建立连接并不回收，最终达到数据库的max_connections（最大连接数）。因此，长连接的用法通常需要在CGI和MySQL之间实现一个“连接池”服务，控制CGI机器“盲目”创建连接数。

建立数据库连接池服务，有很多实现的方式，PHP的话，我推荐使用swoole（PHP的一个网络通讯拓展）来实现。

3 Innodb缓存设置（innodb_buffer_pool_size）

innodb_buffer_pool_size这是个用来保存索引和数据的内存缓存区，如果机器是MySQL独占的机器，一般推荐为机器物理内存的80%。在取表数据的场景中，它可以减少磁盘IO。一般来说，这个值设置越大，cache命中率会越高。

4 分库/分表/分区。

MySQL数据库表一般承受数据量在百万级别，再往上增长，各项性能将会出现大幅度下降，因此，当我们预见数据量会超过这个量级的时候，建议进行分库/分表/分区等 *** 作。最好的做法，是服务在搭建之初就设计为分库分表的存储模式，从根本上杜绝中后期的风险。不过，会牺牲一些便利性，例如列表式的查询，同时，也增加了维护的复杂度。不过，到了数据量千万级别或者以上的时候，我们会发现，它们都是值得的。 

二、 MySQL数据库多台服务搭建

1台MySQL机器，实际上是高风险的单点，因为如果它挂了，我们Web服务就不可用了。而且，随着Web系统访问量继续增加，终于有一天，我们发现1台MySQL服务器无法支撑下去，我们开始需要使用更多的MySQL机器。当引入多台MySQL机器的时候，很多新的问题又将产生。

1 建立MySQL主从，从库作为备份

这种做法纯粹为了解决“单点故障”的问题，在主库出故障的时候，切换到从库。不过，这种做法实际上有点浪费资源，因为从库实际上被闲着了。

2 MySQL读写分离，主库写，从库读。

两台数据库做读写分离，主库负责写入类的 *** 作，从库负责读的 *** 作。并且，如果主库发生故障，仍然不影响读的 *** 作，同时也可以将全部读写都临时切换到从库中（需要注意流量，可能会因为流量过大，把从库也拖垮）。

3 主主互备。

两台MySQL之间互为彼此的从库，同时又是主库。这种方案，既做到了访问量的压力分流，同时也解决了“单点故障”问题。任何一台故障，都还有另外一套可供使用的服务。

不过，这种方案，只能用在两台机器的场景。如果业务拓展还是很快的话，可以选择将业务分离，建立多个主主互备。

三、 MySQL数据库机器之间的数据同步

每当我们解决一个问题，新的问题必然诞生在旧的解决方案上。当我们有多台MySQL，在业务高峰期，很可能出现两个库之间的数据有延迟的场景。并且，网络和机器负载等，也会影响数据同步的延迟。我们曾经遇到过，在日访问量接近1亿的特殊场景下，出现，从库数据需要很多天才能同步追上主库的数据。这种场景下，从库基本失去效用了。

于是，解决同步问题，就是我们下一步需要关注的点。

1 MySQL自带多线程同步

MySQL56开始支持主库和从库数据同步，走多线程。但是，限制也是比较明显的，只能以库为单位。MySQL数据同步是通过binlog日志，主库写入到binlog日志的 *** 作，是具有顺序的，尤其当SQL *** 作中含有对于表结构的修改等 *** 作，对于后续的SQL语句 *** 作是有影响的。因此，从库同步数据，必须走单进程。

2 自己实现解析binlog，多线程写入。

以数据库的表为单位，解析binlog多张表同时做数据同步。这样做的话，的确能够加快数据同步的效率，但是，如果表和表之间存在结构关系或者数据依赖的话，则同样存在写入顺序的问题。这种方式，可用于一些比较稳定并且相对独立的数据表。

国内一线互联网公司，大部分都是通过这种方式，来加快数据同步效率。还有更为激进的做法，是直接解析binlog，忽略以表为单位，直接写入。但是这种做法，实现复杂，使用范围就更受到限制，只能用于一些场景特殊的数据库中（没有表结构变更，表和表之间没有数据依赖等特殊表）。 

四、 在Web服务器和数据库之间建立缓存

实际上，解决大访问量的问题，不能仅仅着眼于数据库层面。根据“二八定律”，80%的请求只关注在20%的热点数据上。因此，我们应该建立Web服务器和数据库之间的缓存机制。这种机制，可以用磁盘作为缓存，也可以用内存缓存的方式。通过它们，将大部分的热点数据查询，阻挡在数据库之前。

1 页面静态化

用户访问网站的某个页面，页面上的大部分内容在很长一段时间内，可能都是没有变化的。例如一篇新闻报道，一旦发布几乎是不会修改内容的。这样的话，通过CGI生成的静态html页面缓存到Web服务器的磁盘本地。除了第一次，是通过动态CGI查询数据库获取之外，之后都直接将本地磁盘文件返回给用户。

在Web系统规模比较小的时候，这种做法看似完美。但是，一旦Web系统规模变大，例如当我有100台的Web服务器的时候。那样这些磁盘文件，将会有100份，这个是资源浪费，也不好维护。这个时候有人会想，可以集中一台服务器存起来，呵呵，不如看看下面一种缓存方式吧，它就是这样做的。

2 单台内存缓存

通过页面静态化的例子中，我们可以知道将“缓存”搭建在Web机器本机是不好维护的，会带来更多问题（实际上，通过PHP的apc拓展，可通过Key/value *** 作Web服务器的本机内存）。因此，我们选择搭建的内存缓存服务，也必须是一个独立的服务。

内存缓存的选择，主要有redis/memcache。从性能上说，两者差别不大，从功能丰富程度上说，Redis更胜一筹。

3 内存缓存集群

当我们搭建单台内存缓存完毕，我们又会面临单点故障的问题，因此，我们必须将它变成一个集群。简单的做法，是给他增加一个slave作为备份机器。但是，如果请求量真的很多，我们发现cache命中率不高，需要更多的机器内存呢？因此，我们更建议将它配置成一个集群。例如，类似redis cluster。

Redis cluster集群内的Redis互为多组主从，同时每个节点都可以接受请求，在拓展集群的时候比较方便。客户端可以向任意一个节点发送请求，如果是它的“负责”的内容，则直接返回内容。否则，查找实际负责Redis节点，然后将地址告知客户端，客户端重新请求。

对于使用缓存服务的客户端来说，这一切是透明的。

内存缓存服务在切换的时候，是有一定风险的。从A集群切换到B集群的过程中，必须保证B集群提前做好“预热”（B集群的内存中的热点数据，应该尽量与A集群相同，否则，切换的一瞬间大量请求内容，在B集群的内存缓存中查找不到，流量直接冲击后端的数据库服务，很可能导致数据库宕机）。

4 减少数据库“写”

上面的机制，都实现减少数据库的“读”的 *** 作，但是，写的 *** 作也是一个大的压力。写的 *** 作，虽然无法减少，但是可以通过合并请求，来起到减轻压力的效果。这个时候，我们就需要在内存缓存集群和数据库集群之间，建立一个修改同步机制。

先将修改请求生效在cache中，让外界查询显示正常，然后将这些sql修改放入到一个队列中存储起来，队列满或者每隔一段时间，合并为一个请求到数据库中更新数据库。

除了上述通过改变系统架构的方式提升写的性能外，MySQL本身也可以通过配置参数innodb_flush_log_at_trx_commit来调整写入磁盘的策略。如果机器成本允许，从硬件层面解决问题，可以选择老一点的RAID（Redundant Arrays of independent Disks，磁盘列阵）或者比较新的SSD（Solid State Drives，固态硬盘）。

5 NoSQL存储

不管数据库的读还是写，当流量再进一步上涨，终会达到“人力有穷时”的场景。继续加机器的成本比较高，并且不一定可以真正解决问题的时候。这个时候，部分核心数据，就可以考虑使用NoSQL的数据库。NoSQL存储，大部分都是采用key-value的方式，这里比较推荐使用上面介绍过Redis，Redis本身是一个内存cache，同时也可以当做一个存储来使用，让它直接将数据落地到磁盘。

这样的话，我们就将数据库中某些被频繁读写的数据，分离出来，放在我们新搭建的Redis存储集群中，又进一步减轻原来MySQL数据库的压力，同时因为Redis本身是个内存级别的Cache，读写的性能都会大幅度提升。

国内一线互联网公司，架构上采用的解决方案很多是类似于上述方案，不过，使用的cache服务却不一定是Redis，他们会有更丰富的其他选择，甚至根据自身业务特点开发出自己的NoSQL服务。

6 空节点查询问题

当我们搭建完前面所说的全部服务，认为Web系统已经很强的时候。我们还是那句话，新的问题还是会来的。空节点查询，是指那些数据库中根本不存在的数据请求。例如，我请求查询一个不存在人员信息，系统会从各级缓存逐级查找，最后查到到数据库本身，然后才得出查找不到的结论，返回给前端。因为各级cache对它无效，这个请求是非常消耗系统资源的，而如果大量的空节点查询，是可以冲击到系统服务的。

在我曾经的工作经历中，曾深受其害。因此，为了维护Web系统的稳定性，设计适当的空节点过滤机制，非常有必要。

我们当时采用的方式，就是设计一张简单的记录映射表。将存在的记录存储起来，放入到一台内存cache中，这样的话，如果还有空节点查询，则在缓存这一层就被阻挡了。

异地部署（地理分布式）

完成了上述架构建设之后，我们的系统是否就已经足够强大了呢？答案当然是否定的哈，优化是无极限的。Web系统虽然表面上看，似乎比较强大了，但是给予用户的体验却不一定是最好的。因为东北的同学，访问深圳的一个网站服务，他还是会感到一些网络距离上的慢。这个时候，我们就需要做异地部署，让Web系统离用户更近。

一、 核心集中与节点分散

有玩过大型网游的同学都会知道，网游是有很多个区的，一般都是按照地域来分，例如广东专区，北京专区。如果一个在广东的玩家，去北京专区玩，那么他会感觉明显比在广东专区卡。实际上，这些大区的名称就已经说明了，它的服务器所在地，所以，广东的玩家去连接地处北京的服务器，网络当然会比较慢。

当一个系统和服务足够大的时候，就必须开始考虑异地部署的问题了。让你的服务，尽可能离用户更近。我们前面已经提到了Web的静态资源，可以存放在CDN上，然后通过DNS/GSLB的方式，让静态资源的分散“全国各地”。但是，CDN只解决的静态资源的问题，没有解决后端庞大的系统服务还只集中在某个固定城市的问题。

这个时候，异地部署就开始了。异地部署一般遵循：核心集中，节点分散。

· 核心集中：实际部署过程中，总有一部分的数据和服务存在不可部署多套，或者部署多套成本巨大。而对于这些服务和数据，就仍然维持一套，而部署地点选择一个地域比较中心的地方，通过网络内部专线来和各个节点通讯。

· 节点分散：将一些服务部署为多套，分布在各个城市节点，让用户请求尽可能选择近的节点访问服务。

例如，我们选择在上海部署为核心节点，北京，深圳，武汉，上海为分散节点（上海自己本身也是一个分散节点）。我们的服务架构如图：

需要补充一下的是，上图中上海节点和核心节点是同处于一个机房的，其他分散节点各自独立机房。 

国内有很多大型网游，都是大致遵循上述架构。它们会把数据量不大的用户核心账号等放在核心节点，而大部分的网游数据，例如装备、任务等数据和服务放在地区节点里。当然，核心节点和地域节点之间，也有缓存机制。 

二、 节点容灾和过载保护

节点容灾是指，某个节点如果发生故障时，我们需要建立一个机制去保证服务仍然可用。毫无疑问，这里比较常见的容灾方式，是切换到附近城市节点。假如系统的天津节点发生故障，那么我们就将网络流量切换到附近的北京节点上。考虑到负载均衡，可能需要同时将流量切换到附近的几个地域节点。另一方面，核心节点自身也是需要自己做好容灾和备份的，核心节点一旦故障，就会影响全国服务。

过载保护，指的是一个节点已经达到最大容量，无法继续接接受更多请求了，系统必须有一个保护的机制。一个服务已经满负载，还继续接受新的请求，结果很可能就是宕机，影响整个节点的服务，为了至少保障大部分用户的正常使用，过载保护是必要的。

解决过载保护，一般2个方向：

· 拒绝服务，检测到满负载之后，就不再接受新的连接请求。例如网游登入中的排队。

· 分流到其他节点。这种的话，系统实现更为复杂，又涉及到负载均衡的问题。

小结

Web系统会随着访问规模的增长，渐渐地从1台服务器可以满足需求，一直成长为“庞然大物”的大集群。而这个Web系统变大的过程，实际上就是我们解决问题的过程。在不同的阶段，解决不同的问题，而新的问题又诞生在旧的解决方案之上。

系统的优化是没有极限的，软件和系统架构也一直在快速发展，新的方案解决了老的问题，同时也带来新的挑战。

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