半夜十二點(diǎn)，小王睡得很香。

突然，清脆的手機(jī)鈴聲響起，將睡夢(mèng)中的小王拉回了現(xiàn)實(shí)。

“你好，請(qǐng)問是誰(shuí)？”

“王功，我是監(jiān)控中心的，公司的xxx服務(wù)器宕機(jī)了，請(qǐng)看一下?！?/p>

小王揉了揉眼睛，起身，打開筆記本電腦，開始了一個(gè)不眠之夜。

作為運(yùn)維工程師，上面的橋段經(jīng)常發(fā)生在大家身邊。白天繁重的工作讓人筋疲力盡，而作為夜間值班的工程師，你仍然要面對(duì)突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)故障。生活是黑白的，白天和黑夜。

請(qǐng)問，運(yùn)維工程中可以用什么來(lái)拯救睡眠？

再講一個(gè)故事。

我有一個(gè)朋友是網(wǎng)絡(luò)工程師。姑且稱他為“錢哥”吧。

在和錢哥聊天的時(shí)候，我問他們晚上的電話任務(wù)是否繁重。他冷漠的回答如下：

“如果我們世界中的某個(gè)站點(diǎn) (PoP) 出現(xiàn)故障，我們完全不必?fù)?dān)心或擔(dān)心。工程師應(yīng)該睡覺和休息。”

我很疑惑，你要知道它是一家全球CDN服務(wù)商，據(jù)說(shuō)全世界10%的互聯(lián)網(wǎng)流量都跑在他們家的網(wǎng)絡(luò)上。

按常識(shí)來(lái)說(shuō)，這樣規(guī)模的公司，一個(gè)區(qū)域性網(wǎng)站倒閉是一件極其嚴(yán)重的事情。但是錢哥的回答讓我很疑惑，徹底顛覆了我的認(rèn)知。

他們都是工程師，差距這么大，別人晚上睡覺，我們的機(jī)房很干！

經(jīng)過(guò)一番追問，我終于明白了他們的秘密，原來(lái)這一切都是因?yàn)樗麄兪褂昧诉@項(xiàng)技術(shù)。

那我們能不能像錢哥一樣，用科技讓工程師安睡一夜？

科普，什么是技術(shù)？

在IP地址的世界里，眾所周知的IP地址類型大致有以下幾種：

IP

單播IP服務(wù)器運(yùn)維，IP地址與主機(jī)一一對(duì)應(yīng)。

如下圖，紅色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包接收方。

當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個(gè)特定的 IP 地址時(shí)，全球只有一臺(tái)主機(jī)接收該數(shù)據(jù)包。這是。

IP

組播IP，組播IP有一個(gè)特定的IP地址段。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送到這個(gè)組播IP地址時(shí)，組內(nèi)的成員可以收到該數(shù)據(jù)包的副本。

如下圖，紅色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包接收方。

當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個(gè)特定的組播IP地址時(shí)，同時(shí)有多個(gè)數(shù)據(jù)包的接收者。

IP

廣播IP，任何單播網(wǎng)段的最后一個(gè)IP地址。發(fā)送到該地址的數(shù)據(jù)包被泛洪到整個(gè)廣播域的成員。

如下圖，紅色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包接收方。

當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個(gè)廣播IP地址時(shí)，所有成員都是數(shù)據(jù)包的接收者。

IP是一種特殊類型的IP地址，結(jié)合了各種特點(diǎn)

中文叫任播。

從宏觀上看，類似于同一時(shí)間有多個(gè)相同類型的數(shù)據(jù)流的接收者。

而且從微觀的角度來(lái)看，它具有獨(dú)特性。每個(gè)單獨(dú)的 IP 會(huì)話都可以找到唯一的源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)。

乍看之下似乎矛盾，其實(shí)不然。

以DNS請(qǐng)求為例，假設(shè)全國(guó)人民同時(shí)發(fā)送100萬(wàn)個(gè)DNS請(qǐng)求，全部發(fā)送到1.1.1.的DNS服務(wù)器地址@>1.

在宏觀層面，所有數(shù)據(jù)包都被傳送到分布在全國(guó)各地的 DNS 服務(wù)器。分布在各地的DNS服務(wù)器分別接收一定數(shù)量的DNS請(qǐng)求并做出響應(yīng)。這反映了特點(diǎn)。

微觀上，一個(gè)特定的DNS請(qǐng)求包必須發(fā)送到某個(gè)DNS主機(jī)，而不是多個(gè)DNS主機(jī)同時(shí)接收該包。這是一項(xiàng)功能。

如下圖，紅色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)包接收方。

在環(huán)境中，一般情況下，同時(shí)有多個(gè)有效的數(shù)據(jù)包接收者，但對(duì)于特定的IP數(shù)據(jù)包，只有一個(gè)接收者主機(jī)接收到該數(shù)據(jù)包。

胡說(shuō)八道在哪里？

在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中比較少見，主要用于大規(guī)模DNS部署、CDN數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)中心等。

自然很多做企業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的朋友都會(huì)有疑問?；ヂ?lián)網(wǎng)上的多臺(tái)主機(jī)怎么能使用同一個(gè)IP，這不是IP地址沖突嗎？

答案：

首先，每個(gè)服務(wù)器主機(jī)位于不同的地理位置，并且它們不在同一個(gè)廣播域中。所以把所有的主機(jī)都配置成同一個(gè)IP地址不會(huì)造成我們?nèi)粘？吹降腎P地址沖突。

其次，配置相同的IP地址是不夠的，我們還需要強(qiáng)大的BGP幫助。

使用 BGP，每個(gè)站點(diǎn)都通告相同的 IP 地址。

自然會(huì)收到不同的目標(biāo)路徑，但I(xiàn)P地址段相同。那么數(shù)據(jù)包在這個(gè)環(huán)境中是如何路由的呢？

別著急，往下看。

為了讓大家有更深入的了解和了解，下面將詳細(xì)介紹主要優(yōu)點(diǎn)和用途

：

使用1：負(fù)載-負(fù)載均衡和系統(tǒng)冗余

不談理論，舉個(gè)例子方便理解。

為了說(shuō)明使用和負(fù)載均衡的關(guān)系，以及冗余，一個(gè)具體的例子如下：

假設(shè)我們現(xiàn)在有三個(gè) DNS 服務(wù)器站點(diǎn)，分別位于北京、上海和廣州。他們?yōu)槿珖?guó)范圍的 DNS 解析服務(wù)提供服務(wù)。

按照一般的方案，為了實(shí)現(xiàn)三臺(tái)DNS服務(wù)器的負(fù)載均衡，有些人可能會(huì)考慮使用硬件負(fù)載均衡設(shè)備，比如常見的F5負(fù)載均衡設(shè)備。

但是，如果使用硬件負(fù)載均衡，會(huì)出現(xiàn)以下問題：

1. 網(wǎng)絡(luò)流量瓶頸。所有流量都需要先經(jīng)過(guò)負(fù)載均衡設(shè)備，硬件設(shè)備本身的吞吐量決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的吞吐量。

2. 高昂的硬件成本，為了實(shí)現(xiàn)全國(guó)流量負(fù)載均衡，試想一下需要多少吞吐量的硬件設(shè)備。硬件吞吐量越高，購(gòu)買成本越高。

通過(guò)技術(shù)，無(wú)需任何第三方負(fù)載均衡器即可輕松實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的效果，同時(shí)提供冗余和高可靠性。

實(shí)現(xiàn)如下：

通過(guò)配置三個(gè)DNS站點(diǎn)的服務(wù)器IP為同一個(gè)IP服務(wù)器運(yùn)維，例如1.1.1.1/32。然后，1.1.1.0/24的網(wǎng)段通過(guò)各個(gè)站點(diǎn)的BGP對(duì)外公布。

(注意：為什么要宣布/24而不是/32？因?yàn)樵谄渲校瑸榱藴p小全局路由表的大小，運(yùn)營(yíng)商默認(rèn)只接受小于等于/8的網(wǎng)段，并且大于或等于 /24 宣布訪問 。）

以上步驟完成后，互聯(lián)網(wǎng)路由表將有三個(gè)不同的1.1.1.1/24出口路由器，分別是北京、上海和廣州。

這很重要，因?yàn)樗杏脩舳际褂?1.1.1.1 作為他們的 DNS 服務(wù)器。

對(duì)于東北地區(qū)的用戶，哪個(gè)DNS服務(wù)器會(huì)為東北地區(qū)的用戶提供解析？

答案是：就近原則！

讓我們看一下數(shù)據(jù)包如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由的細(xì)節(jié)：

當(dāng)用戶的DNS請(qǐng)求到達(dá)運(yùn)營(yíng)商的寬帶路由器時(shí)，運(yùn)營(yíng)商的路由器會(huì)根據(jù)BGP路由原則選擇到1.1.1.1的最優(yōu)路徑。

例如，在用戶的寬帶運(yùn)營(yíng)商和DNS服務(wù)器運(yùn)營(yíng)商相同的情況下，IGP最終將是決定哪個(gè)DNS服務(wù)器為用戶提供服務(wù)的關(guān)鍵因素。

在某種程度上，IGP 是物理距離的代表。

如上圖，四川寬帶路由器通過(guò)查看BGP路由發(fā)現(xiàn)1.1.1.1出口的最優(yōu)路由在廣州。然后將四川用戶的DNS報(bào)文發(fā)送到廣州的DNS服務(wù)器。

同樣，東北用戶的DNS解析會(huì)發(fā)給北京的DNS服務(wù)器，而上海的DNS服務(wù)器負(fù)責(zé)江南地區(qū)。

如果出現(xiàn)問題怎么辦？

如果三臺(tái)DNS服務(wù)器中的一臺(tái)出現(xiàn)故障，例如廣東DNS服務(wù)宕機(jī)。 BGP 協(xié)議將立即停止通告這個(gè) 1.1.1.0/24 網(wǎng)段。路由表將只有北京和上海的 DNS 可供選擇。

此時(shí)，原廣東DNS服務(wù)的用戶會(huì)根據(jù)“最近原則”選擇另一臺(tái)DNS服務(wù)器，如上海DNS。

從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)平滑遷移和服務(wù)高可用。

基于以上分析，我們不難得出以下結(jié)論：

全國(guó)用戶最終會(huì)根據(jù)與DNS服務(wù)器的距離來(lái)決定使用哪個(gè)DNS服務(wù)器進(jìn)行域名解析。

從DNS的角度來(lái)看，正是因?yàn)椴煌乩砦恢玫挠脩魰?huì)根據(jù)就近的路由選擇不同的DNS服務(wù)器，最終達(dá)到三臺(tái)DNS服務(wù)器負(fù)載均衡的效果。

如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，業(yè)務(wù)會(huì)立即遷移到其他可用節(jié)點(diǎn)，避免網(wǎng)絡(luò)服務(wù)故障。完全不需要人工干預(yù)。