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- 企业网络接入升级打怪之路：
- 使用域名系统
- 自建DNS服务器
- 接入HTTP协议
- 接入全站加速
- 四层负载均衡
- 七层负载均衡
01 接入问题引入
1.1 问题引入
- 在浏览器输入
www.toutiao.com到网页加载出来，都经历了哪些过程？DNS->TCP->TLS->HTTP请求
1.2 字节接入框架
02 企业接入升级打怪之路
- 以 “example” 公司为例。
2.1 使用域名系统
2.1.1 Host管理
example 公司建立了自己的主机表
/etc/hosts如下：1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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13
14
15
16##
# Host Database
#
# localhost is used to configure the loopback interface
# when the system is booting.Do not change this entry.
##
127.0.0.1 1oca1host
255.255.255.255 broadcasthost
::1 localhost
# example公司主机表
10.1.2.3 oa.example.com #办公
10.2.3.4 wiki.example.com #文档
10.3.4.5 passport.example.com #员工认证
10.4.5.6 people.example.com #人事
......
# End of sectton随着 example 公司业务规模和员工数量的增长，使用
host表面临诸多问题：- 流量和负载：用户规模指数级增长，文件大小越来越大，统一分发引起较大的网络流量和cpu负载。
- 名称冲突：无法保证主机名称的唯一性，同名主机添加导致服务故障。
- 时效性：分发靠人工上传，时效性太差。
2.1.2 使用域名系统
使用域名系统替换
hosts文件。关于域名空间：
- 域名空间被组织成树形结构。
- 域名空间通过划分
zone的方式进行分层授权管理。 - 全球公共域名空间仅对应一棵树。
- 根域名服务器：查询起点。
- 域名组成格式：
[a-zA-Z0-9_-]，以点划分label。
- 顶级域
gTLD：general Top-level Domains：.gov政府.edu教育.com商业.mil军事.org非盈利组织。
在有了域名后，就可以修改配置了：
- 清空
/etc/hosts。 - 配置
/etc/resolv.conf中的nameservers为公共 DNS 迁移原配置，通过控制台添加解析记录。
- 清空
2.1.3 如何开放外部用户访问
如何建设外部网站，提升公司外部影响力？
- 方案：租赁一个外网
ip，专用于外部用户访问门户网站，将www.example.com解析到外网ip100.1.2.3，将该ip绑定到一台物理机上，并发布公网route，用于外部用户访问。
- 方案：租赁一个外网
2.2 自建DNS服务器
2.2.1 问题背景
- 内网域名的解析也得出公网去获取，效率低下。
- 外部用户看到内网
ip地址，容易被hacker攻击。 - 云厂商权威
DNS容易出故障，影响用户体验。 - 持续扩大公司品牌技术影响力，使用自己的
DNS系统。
2.2.2 DNS查询过程
- 《计算机网络》这门课程对于
DNS查询过程会有详细的介绍，就不再赘述了。
2.2.3 DNS记录类型
A/AAAA：IP指向记录，用于指向IP，前者为IPv4记录，后者为IPv6记录。CNAME：别名记录，配置值为别名或主机名，客户端根据别名继续解析以提取IP地址。TXT：文本记录，购买证书时需要。MX：邮件交换记录，用于指向邮件交换服务器。NS：解析服务器记录，用于指定哪台服务器对于该域名解析。SOA记录：起始授权机构记录，每个zone有且仅有唯一的一条SOA记录，SOA是描述zone属性以及主要权威服务器的记录。
2.2.4 权威DNS系统架构
站在企业角度思考，我们需要的是哪种DNS服务器？
- 权威
DNS LocalDNS(可选)
- 权威
常见的开源
DNS：bind、nsd、knot、coredns。权威
DNS系统架构：
2.3 接入HTTP协议
2.3.1 问题背景
在用户访问
www.example.com时，会遇到一些问题：- 页面出现白页/出现某些奇怪的东西
- 返回了403的页面
- 搜索不了东西
- 搜索问题带了小尾巴，页面总要闪几次
- 页面弹窗广告
- 搜索个汽车就有人给我打电话推销4s店和保险什么的
- ……
以上原因在于，
HTTP是明文传输，弊端越来越明显。- 用
HTTPS来解决：HTTPS(SECURE HTTP)
2.3.2 对称加密和非对称加密
《计算机安全与密码学》这门课程对对称加密和非对称加密有详细描述，这里不再赘述。
常见的加密算法：
- 对称加密：一份密钥
- 非对称加密：公钥和私钥
2.3.3 SSL的通信过程
2.4 接入全站加速
2.4.1 问题背景
外网用户访问站点，一定是一帆风顺的吗？可能出现的问题有哪些？
- 源站容量低，可承载的并发请求数低，容易被打垮。
- 报文经过的网络设备越多，出问题的概率越大，丢包、劫持、
mtu问题。 - 自主选路网络链路长，时延高。
从用户角度来看，就是响应慢、卡顿。
2.4.2 解决方案
- 源站容量问题：增加后端机器扩容；静态内容，使用静态加速缓存。
- 网络传输问题：动态加速
DCDN。 - 全站加速：静态加速+动态加速。
2.4.3 静态加速CDN
- 针对静态文件传输，网络优化方式？
- 缓存
- 通过静态加速
CDN，有以下好处：- 解决服务器端的“第一公里”问题。
- 缓解甚至消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响。
- 减轻了各省的出口带宽压力。
- 优化了网上热点内容的分布。
2.4.4 动态加速DCDN
- 针对
POST等非静态请求等不能在用户边缘缓存的业务，基于智能选路技术，从众多回源线路中择优选择一条线路进行传输。
2.4.5 使用全站加速
2.5 四层负载均衡
2.5.1 问题背景
提问：在运营商处租用的
100.1.2.3的公网IP，如何在企业内部使用最合理？- 现状：直接找一个物理机，
ifconfig将网卡配上这个IP，起server监听即可。 - 应用多，起多个
server监听不同的端口即可。
如果这个机器宕机怎么办？
- 租多个公网
IP。 - 怎样尽可能充分的利用和管理有限的公网
IP资源？
- 现状：直接找一个物理机，
2.5.2 什么是4层负载均衡
基于**
IP+端口**，利用某种算法将报文转发给某个后端服务器，实现负载均衡地落到后端服务器上。
三个主要功能：
- 解耦
vip(virtual ip)和rs。 NAT。- 防攻击：
syn proxy。
- 解耦
2.5.3 常见的调度算法原理
- RR轮询：
Round Robin，将所有的请求平均分配给每个真实服务器RS。- 加权RR轮询：给每个后端服务器一个权值比例，将请求按照比例分配。
- 最小连接：把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。
- **五元组
hash**：根据sip、sport、proto、dip、dport对静态分配的服务器做散列取
模。- 缺点：当后端某个服务器故障后，所有连接都重新计算，影响整个
hash环。
- 缺点：当后端某个服务器故障后，所有连接都重新计算，影响整个
- **一致性
hash**：只影响故障服务器上的连接session,其余服务器上的连接不受影响。
2.5.4 4层负载均衡特点
- 大部分都是通过
dpdk技术实现，技术成熟，大厂都在用。 - 纯用户态协议栈，
kernel bypass，消除协议栈瓶颈。 - 无缓存，零拷贝，大页内存（减少
cache miss)。 - 仅针对4层数据包转发，小包转发可达到限速，可承受高
cps。
2.5.5 使用4层负载均衡
2.6 7层负载均衡
2.6.1 问题背景
提问：四层负载对
100.1.2.3只能bind一个80端口，而有多个外部站点需要使用，该如何解决？换个问法：有一些7层相关的配置需求，该怎么做？
SSL卸载：业务侧是http服务，用户需要用https访问。- 请求重定向：浏览器访问
toutiao.com自动跳转www.toutiao.com。 - 路由添加匹配策略：完全、前缀、正则。
Header编辑。- 跨域支持。
- 协议支持：
websocket、grpc、quic。
2.6.2 Nginx简介
- 最灵活的高性能
WEB SERVER，应用最广的7层反向代理。- 模块化设计，较好的扩展性和可靠性。
- 基于
master/worker架构设计。 - 支持热部署；可在线升级。
- 不停机更新配置文件、更换日志文件、更新服务器二进制。
- 较低的内存消耗：1万个
keep-alve连接模式下的非活动连接仅消耗2.5M内存。 - 事件驱动：异步非阻塞模型、支持
aio，mmap(memory map)。
2.6.3 Nginx内部架构
2.6.4 使用7层负载均衡
