基于DDNS 技術(shù)的校園網(wǎng)多出口優(yōu)化【摘要】本文分析了在多出口校園網(wǎng)環(huán)境下，校園網(wǎng)內(nèi)部用戶訪問校外網(wǎng)站的存在問題，并且通過使用DDNS 技術(shù)，設(shè)計(jì)出一套廉價(jià)、安全、穩(wěn)定的校園網(wǎng)出口選擇優(yōu)化方案，進(jìn)而實(shí)

基于DDNS 技術(shù)的校園網(wǎng)多出口優(yōu)化

【摘要】本文分析了在多出口校園網(wǎng)環(huán)境下，校園網(wǎng)內(nèi)部用戶訪問校外網(wǎng)站的存在問題，并且通過使用DDNS 技術(shù)，設(shè)計(jì)出一套廉價(jià)、安全、穩(wěn)定的校園網(wǎng)出口選擇優(yōu)化方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)多出口的負(fù)載均衡和優(yōu)化。DDNS 技術(shù)本身比較開放靈活，整套方案能夠在當(dāng)前的硬件和設(shè)備基礎(chǔ)上顯著提高用戶體驗(yàn)，并且極易部署和運(yùn)行，擁有較高的容錯(cuò)性和可擴(kuò)展性。

【關(guān)鍵詞】DDNS ；DNS ；負(fù)載均衡；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；校園網(wǎng)

1. 校園網(wǎng)的現(xiàn)狀

隨著信息化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)早已成為人們?nèi)粘Ｉ钪谢就ㄐ牌脚_之一。在學(xué)校，校園網(wǎng)是學(xué)生和老師們進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)的最主要途徑，國內(nèi)的高校經(jīng)過多年持續(xù)的發(fā)展，已經(jīng)擁有雄厚的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用支持能力。

但隨著時(shí)間的推移，校園師生對于網(wǎng)絡(luò)的需求逐漸增長，大部分校園網(wǎng)目前并不能滿足校園里龐大的網(wǎng)絡(luò)需求，網(wǎng)絡(luò)瓶頸和擁塞問題備受學(xué)生和老師的關(guān)注。為了一定程度地解決此問題，大部分高校都并且開辟了多個(gè)校園網(wǎng)出口，但難以有效地利用多個(gè)出口，網(wǎng)絡(luò)擁塞問題依然嚴(yán)重。

2. 基于動態(tài)域名系統(tǒng)的優(yōu)化方案

2.1 技術(shù)背景

(1)動態(tài)域名系統(tǒng)：域名系統(tǒng)(DNS)將域名和IP 地址相互映射的一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫，DNS 通過一個(gè)參數(shù)告訴用戶該記錄的有效時(shí)間。隨著時(shí)間的發(fā)展，對DNS 實(shí)時(shí)更新的需求越來越明顯，動態(tài)域名系統(tǒng)（DDNS 或動態(tài)DNS ）提供方便的功能能夠及時(shí)地更新域名的DNS 信息。

(2)數(shù)字分發(fā)技術(shù)：有時(shí)候也稱為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)，能夠利用全局負(fù)載均衡技術(shù)將用戶的訪問指向離用戶最近的工作正常的服務(wù)器上。數(shù)字分發(fā)技術(shù)被廣泛地使用在大多數(shù)熱門網(wǎng)站上。

2.2 數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)

而在互聯(lián)網(wǎng)中，流量較高的網(wǎng)站通常均使用數(shù)字分發(fā)技術(shù)。因此，這些網(wǎng)站在多個(gè)出口中均會被解析為不同的IP 。每個(gè)IP 在對應(yīng)的出口都擁有較高的響應(yīng)速度和吞吐量。

筆者假設(shè)網(wǎng)絡(luò)帶寬能夠滿足用戶的普通HTTP 流量需求，并設(shè)定以如表1所示變量。

筆者使用X 代表被優(yōu)化的網(wǎng)站占用整個(gè)網(wǎng)站數(shù)量的比例。Y 代表用戶訪問這些網(wǎng)站時(shí)，網(wǎng)頁打開時(shí)間占原有時(shí)間的比例。使用Z 代表整個(gè)被優(yōu)化流量占用總流量的比例。

筆者假設(shè)原始分配具有隨機(jī)性，則認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)中有1/K的流量原本就使用最佳出口。

對于網(wǎng)關(guān)而言有被優(yōu)化流量占用總流量的比例如下：

網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)時(shí)有丟包情況的出現(xiàn)，因此網(wǎng)關(guān)的吞吐量會微有提升。但由于網(wǎng)關(guān)的特殊性，很難計(jì)算出網(wǎng)關(guān)吞吐量的提升的實(shí)際效果。

然而，在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，該方案優(yōu)化的實(shí)際效果會低于理論效果，具體表現(xiàn)形式可能是網(wǎng)頁打開速度提升較低，或者有較少的網(wǎng)站得到速度提升，這取決于網(wǎng)關(guān)的QoS 策略。

根據(jù)以上五個(gè)步驟，我們首先統(tǒng)計(jì)每個(gè)域名在各個(gè)出口的訪問信息，并且根