移動互聯(lián)網(wǎng)DNS智能化管理系統(tǒng)研究

1 成果上報(bào)申請書 成果名稱 移動 互聯(lián)網(wǎng) DNS 智能化管理系統(tǒng)研究 成果申報(bào)單位 山東 省（自治區(qū) /直轄市）公司 成果承擔(dān)部門 /分公司 部門 / 濟(jì)南 分公司 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人聯(lián)系電話 和 Email 成果專業(yè) 類別 * IP 成果研究 類別 * 其他 省內(nèi)評審 結(jié)果 * （按填寫說明 3） 關(guān)鍵詞索引（ 3 5 個(gè)） DNS 、業(yè)務(wù)分析、服務(wù)質(zhì)量、備份體系 、維護(hù)提升 應(yīng)用投資 0萬元（指別的省引入應(yīng)用需要的投資金額） 產(chǎn)品版權(quán)歸屬單位 山東移動 對企業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的符合度： （按填寫說明 4） 成果簡介： 簡要描述成果目的和意義，解決的問題，取得的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 隨著中國移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，客戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提出越來越高的要求，這就要求我們?yōu)榭蛻籼峁└呖煽啃缘臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和服務(wù)， DNS 服務(wù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵一環(huán)，關(guān)系到各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和用戶感知。 我們通過智能化 管理 的研究 ，通過 IP 技術(shù)與 DNS 技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn) ： 一、 深入進(jìn)行 DNS業(yè)務(wù)分 析，實(shí)現(xiàn)二級域名分析和域名別名分析等深入分析功能，加強(qiáng)對用戶行為 分析，對移動引入網(wǎng)絡(luò)資源和 IDC 的建設(shè)提供指導(dǎo)。 二、 提高 DNS 的服務(wù)質(zhì)量，重點(diǎn)對 GPRS、 WAP 等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 和重要客戶 的 DNS 服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行保障。 三、 加強(qiáng) DNS 的高可用性， ANYCAST 實(shí)現(xiàn) 廣域均衡互備 、 DNS 服務(wù)的自愈自恢復(fù) 和第三級備份的三級備份體系。 四、 實(shí)現(xiàn)對 DNS 的維護(hù)提升，提高 DNS 的可維護(hù)性和提升維護(hù)效率。 通過此項(xiàng)目的實(shí)施，極大的提升了 DNS 業(yè)務(wù)的可用性，確保最大程度為客戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，提高互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量；提高對重點(diǎn)業(yè)務(wù)的保 障，為重點(diǎn)客戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)；對用戶行為有了進(jìn)一步的了解，為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供指導(dǎo)，為 IDC 的建設(shè)提供建設(shè)參考；提高維護(hù)質(zhì)量，進(jìn)一步降低維護(hù)成本和提高維護(hù)效率。 省內(nèi)試運(yùn)行效果： 描述成果引入后在本省試運(yùn)行方案、取得的效果、推廣價(jià)值和建議等。 2 該方案已經(jīng)在山東移動互聯(lián)網(wǎng)濟(jì)南和青島 DNS 服務(wù)器應(yīng)用，目前應(yīng)用效果良好， 在經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及網(wǎng)絡(luò)安全方面都具有很大的價(jià)值，且方案具備很好的可移植性，建議研究引用。 文章主體（ 3000 字以上，可附在表格后）： 根據(jù)成果研究類別，主體內(nèi)容的要求有差異 ，具體要求見表格后的“填寫說明 5”。 一、 背景情況 隨著中國移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，客戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提出越來越高的質(zhì)量要求，這就要求我們?yōu)榭蛻籼峁└呖煽啃缘臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和服務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類繁多，涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng) 的 多種網(wǎng)元，數(shù)據(jù)流程復(fù)雜，在此流程上任何一個(gè)網(wǎng)元的問題都會直接影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量。 DNS 服務(wù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵一環(huán)，關(guān)系到各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和用戶感知。 互聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng) DNS 服務(wù)和管理存在普遍性問題較多，如存在缺乏有效客戶行為分析，無法把握業(yè)務(wù)發(fā)展脈搏；可用性差、重點(diǎn)客戶保障機(jī)制；采 用簡單的主備設(shè)置，通過客戶端的主備 DNS 設(shè)置實(shí)現(xiàn)主備；維護(hù)手段缺乏，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜等問題。針對這些問題，我們提出對互聯(lián)網(wǎng)的 DNS 進(jìn)行智能化管理的研究，提高服務(wù)質(zhì)量和管理維護(hù)水平，達(dá)到為客戶提供高質(zhì)量服務(wù)、提高維護(hù)效率和為業(yè)務(wù)發(fā)展提供指導(dǎo)的目的。 二、 技術(shù)方案： 針對 DNS 在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中存在重點(diǎn)的問題，我們將傳統(tǒng) DNS 技術(shù)與現(xiàn)代 IP網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)質(zhì)量、 ANYCAST 路由備份等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新性的將互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于 DNS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng) DNS 智能化管理的目標(biāo)。 （一）通過互聯(lián)網(wǎng) DNS 存在的 問題進(jìn)行了深入研究和科學(xué)分析、總結(jié)出急需改進(jìn)的四方面重點(diǎn)問題： 1、 對用戶行為缺乏研究，無法把握業(yè)務(wù)發(fā)展脈搏，不了解用戶使用業(yè)務(wù)的偏好和習(xí)慣，也無法對互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展和 IDC 的建設(shè)提供指導(dǎo)，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展不利。 2、 DNS 服務(wù)為盡力而為型，無法區(qū)分移動重要業(yè)務(wù)和客戶級別，無法為重要業(yè)務(wù)和客戶提供服務(wù)質(zhì)量更高的服務(wù)級別。 3、 系統(tǒng)可用性不高，當(dāng)主用設(shè)備出現(xiàn)問題后用戶需要手動配置備用設(shè)備， 3 簡單的主備備份一旦出現(xiàn)極端情況主備設(shè)備可能出現(xiàn)都無法提供服務(wù)的情況。 4、 維護(hù)手段缺乏，系統(tǒng)可維護(hù)性差，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜。 （二）針對這些問題 ，我們經(jīng)過綜合運(yùn)用各種 IP和 DNS 技術(shù)，精心研究、有力論證，提出了智能化管理的如下技術(shù)方案： 1、 對客戶行為進(jìn)行深入分析，通過 DNS 業(yè)務(wù)分析，實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù) 特點(diǎn)和發(fā)展趨勢 的深入分析： （ 1） 二級域名分析 為解決用戶域名解析請求復(fù)雜不利于統(tǒng)計(jì)的問題，增加二級域名分析 在一般排名基礎(chǔ)上做用戶請求域名識別，重新排名 ； 對于正常域名，提取后兩個(gè)字段相同的域名進(jìn)行進(jìn)一步求和； 對于只有一個(gè)字段的域名，仍按照正常排名； 對于反向域名如： 18. ，則按照201.218. 進(jìn)行排名； （ 2） 域名別名分析 域名別名統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的全面統(tǒng)計(jì)。 統(tǒng)計(jì)結(jié)果以別名為統(tǒng)一計(jì)數(shù)，所有屬于該別名的訪問記錄求和顯示，只顯示別名統(tǒng)計(jì)，但是要將統(tǒng)計(jì)樣本的用戶訪問總數(shù)和別名所占的比例在同一 項(xiàng)目顯示。如下示例： 增加別名配置， 可以根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)置與別名關(guān)聯(lián)的域名， 如下示意：百度 關(guān)聯(lián)域名為 *. （ 3） 分業(yè)務(wù)和地市統(tǒng)計(jì)：針對重點(diǎn)業(yè)分地市統(tǒng)計(jì) 關(guān)注重點(diǎn)業(yè)務(wù)和客戶， 基于客戶源地址分析，如 GPRS、 WAP 業(yè)務(wù)，各地市專線用戶等 進(jìn)行分析。 （ 4） 重點(diǎn)域名統(tǒng)計(jì) 關(guān) 注 重 點(diǎn) 網(wǎng) 站 ， 針 對 重 點(diǎn) 域 名 進(jìn) 行 重 點(diǎn) 分 析 ， 如 對 4 的分析等。 （二） 集合部署 QOS，對重點(diǎn)業(yè)務(wù)和客戶提供重點(diǎn)保障 1、 重點(diǎn)業(yè)務(wù)和客戶 QOS 部署方案 在進(jìn)入 DNS 的路由設(shè)備上啟用 QOS 實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)的質(zhì)量保障 ，結(jié)合 DNS 的性能情況，我們采用業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)和按照業(yè)務(wù)保障轉(zhuǎn)發(fā)兩種方式進(jìn)行部署； （ 1） 重點(diǎn)業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)： 根據(jù)業(yè)務(wù)重要性排定，對 DNS 請求流量進(jìn)行分類，對于重要業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，優(yōu) 先級定義： 客戶級別 優(yōu)先級定義 保障效果 重要客戶 AF4 優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā) 大客戶 EF 次要優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā) 一般客戶 BE 默認(rèn)轉(zhuǎn)發(fā) （ 2） 重點(diǎn)業(yè)務(wù)保障轉(zhuǎn)發(fā)： 經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析， DNS 請求和回應(yīng)包基本小于 100 字節(jié) ， 以每個(gè)請求包大小位 100 字節(jié)為基礎(chǔ)計(jì)算 ,對重點(diǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬預(yù)留，由于目 前 單 機(jī) 可 支 持 大 的 次 數(shù) 為 20000 次 /s, 總 流 量 限 制 為 ：100*20000*8=16000000bits=16Mb 客戶級別 請求次數(shù)分配 保障帶寬 重要客戶 10000 次 8Mb 大客戶 5000 次 4Mb 一般客戶 5000 次 4Mb 綜合分析： 重點(diǎn)業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)適用于 DNS 業(yè)務(wù)量未達(dá)峰值，未出現(xiàn)業(yè)務(wù)擁塞時(shí)； 重點(diǎn)業(yè)務(wù)保障 轉(zhuǎn)發(fā) 適用于 DNS 業(yè)務(wù)量已經(jīng)達(dá)到峰值，業(yè)務(wù)出現(xiàn)擁塞時(shí)。 我們兩種 QOS 均已經(jīng)通過測試 驗(yàn)證 ， 由于 目前 業(yè)務(wù)量未達(dá)到峰值限制，因此 采用重點(diǎn)業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)施重要業(yè)務(wù) QOS 保障；在業(yè)務(wù)量達(dá)到峰值時(shí)再啟用重點(diǎn)業(yè)務(wù)保障轉(zhuǎn)發(fā)。 2、 單個(gè)客戶 QOS 部署方案 為防止單個(gè)用戶大量占用系統(tǒng)資源，結(jié)合 DNS 技術(shù)對普通客戶指定每秒查詢 次數(shù)的限制，如超出限制可以自動進(jìn)行封堵或者計(jì)入日志手工進(jìn)行限制，目前設(shè)置為自動封堵。 5 一般 客戶 防止 DNS 的 DOS 攻擊，為普通用戶設(shè)置經(jīng)驗(yàn)閥值 50qps（該值可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況調(diào)整） ，訪問異常后自動隔離，在用戶下線或恢復(fù)正常后 30分鐘 （也可根據(jù)實(shí)際調(diào)整） ，自動解除對該 IP 的封鎖限制； 信任客戶 可實(shí)現(xiàn)不同用戶級別設(shè)計(jì)不同服務(wù)級別，為 大客戶或重要業(yè)務(wù)設(shè)置更高的門限閥值如： 500qps，不同業(yè)務(wù)和客戶可設(shè)置不同的 門限，超過門限時(shí)，作為異常訪問隔離該用戶全部訪問。 （三） 結(jié)合 ANYCAST 路由 廣域均衡互備 備份技術(shù)，實(shí)現(xiàn)山東互聯(lián)網(wǎng)三級備份機(jī)制 （ 1）基于 ANYCAST 的 廣域均衡互備 濟(jì)南和青島 DNS 都是用 6 和 30 地址是用 32 位掩碼提供服務(wù)，結(jié)合 IP 路由的選擇，使東部地市優(yōu)先使用青島 DNS，西部地市優(yōu)先使用濟(jì)南 DNS。 如濟(jì)南或者青島 DNS 出現(xiàn)故障，可以通過路由選擇自動選擇至備用 DNS 提供服務(wù)，東部地市使用濟(jì)南 DNS 作為備份、西部地市使用青島 DNS 進(jìn)行備份。 （ 2）利舊設(shè)備進(jìn)行第三級備份 通過對 ANYCAST 技術(shù)進(jìn)行推廣，使用原有濟(jì)南、青島 DNS 使用 28位掩碼提供第三級應(yīng)急，當(dāng)濟(jì)南、青島主用 DNS 出現(xiàn)問題時(shí)，仍可以通過路由自動選擇至第三級備份設(shè)備提供服務(wù)，保障服 務(wù)不會中斷。 （四） 智能化維護(hù) （ 1） 自動巡檢 在主機(jī)上，通過自動執(zhí)行腳本，實(shí)現(xiàn)例行巡檢、自動備份、關(guān)鍵日志分析等維護(hù)工作，極大程度的減小了 日常維護(hù)工作量。 （ 2） 告警自動轉(zhuǎn)發(fā)與自動應(yīng)急 將系統(tǒng)產(chǎn)生的告警 ，通過文件方式自動轉(zhuǎn)發(fā)至綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)管，實(shí)現(xiàn)告警在數(shù)據(jù)網(wǎng)管的集中體現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)自動應(yīng)急腳本功能。 （ 3） 健康檢查實(shí)現(xiàn)服務(wù)自愈與應(yīng)對大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)隔離減震 6 在遭到來自山東 移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或外部的 DOS&DDOS 攻擊時(shí)，大流量導(dǎo)致青島或濟(jì)南任意節(jié)點(diǎn)服務(wù)過載、 DNS服務(wù)崩潰時(shí)，主動向上級路由器宣告 anycast IP 失效，實(shí)現(xiàn)流量 切換至另外節(jié)點(diǎn)服務(wù)，同時(shí)本機(jī)進(jìn)行一系列恢復(fù)動作，包括：進(jìn)程重啟、服務(wù)測試等，服務(wù)恢復(fù)后，自動恢復(fù) anycast 服務(wù) IP 宣告，接管流量。在將來擴(kuò)容后，濟(jì)南、青島節(jié)點(diǎn)具備兩臺 DNS 服務(wù)器時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)攻擊流量的本節(jié)點(diǎn)隔離，避免攻擊流量進(jìn)入其他節(jié)點(diǎn)，影響全網(wǎng)業(yè)務(wù)。 三、 項(xiàng)目效果 使用以上方案，有效的解決了如下問題： （一） 深入進(jìn)行 DNS 業(yè)務(wù)分析，實(shí)現(xiàn)二級域名分析和域名別名分析等深入分析功能，加強(qiáng)對用戶行為分析，對移動引入網(wǎng)絡(luò)資源和 IDC 的建設(shè)提供指導(dǎo)。 （二） 提高 DNS 的服務(wù)質(zhì)量，重點(diǎn)對 GPRS、 WAP 等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和重要客戶的DNS 服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行保障。 （三） 加強(qiáng) DNS 的高可用性，實(shí)現(xiàn) 主用系統(tǒng)廣域均衡互備 和第三級備份的三級備份體系。 （四） 實(shí)現(xiàn)對 DNS 的維護(hù)提升，提高 DNS 的可維護(hù)性和提升維護(hù)效率。 通過此項(xiàng)目的實(shí)施，極大的提升了 DNS 業(yè)務(wù)的可用性，確保最大程度為客戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，提高互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量；提高對重點(diǎn)業(yè)務(wù)的保障，為重點(diǎn)客戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)；對用戶行為有了進(jìn)一步的了解，為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供指導(dǎo)，為 IDC 的建設(shè)提供建設(shè)參考；提高維護(hù)質(zhì)量，進(jìn)一步降低維護(hù)成本和提高維護(hù)效率。 四、 本省應(yīng)用推廣情況 該方案已 經(jīng)在山東移動互聯(lián)網(wǎng)濟(jì)南和青島 DNS 服務(wù)器應(yīng)用，目前應(yīng)用效果良好，在經(jīng)濟(jì)效益、社會效益 以及網(wǎng)絡(luò)安全方面都具有很大的價(jià)值，且方案具備很好的可移植性，易于 推廣使用。 7 濟(jì) 南 節(jié) 點(diǎn) D N S 系 統(tǒng)青 島 節(jié) 點(diǎn) D N S 系 統(tǒng)R S S M CD N S 管 理 服 務(wù) 器8 5 1 2 - q d - 38 5 1 2 - q d - 48 5 1 2 - j n - 38 5 1 2 - j n - 4山 東 移 動 骨 干防 火 墻 采 用透 明 方 式防 火 墻 采 用透 明 方 式F W - j nF W - q dL 3 - j nD n s 1 - j nL 3 - q dD n s 1 - q d“成果上報(bào)申請書”的 填寫說明： 1、“成果 專業(yè) 類別”指 ： 業(yè)務(wù)網(wǎng)、無線網(wǎng)、核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、 IP、管理信息系統(tǒng)、支撐網(wǎng)、工程、基建、其他。 2、“成果研究類別”指： 超前研究、新產(chǎn)品開發(fā)、 相關(guān)網(wǎng)絡(luò)解決方案、 現(xiàn)有業(yè)務(wù)優(yōu)化 、 其他。 3、“省內(nèi)評審結(jié)果”指：優(yōu)秀、通過。 4、“對企業(yè) 現(xiàn)有 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 的 符合 度 ”指：列舉該成果使用并符合的中國移動統(tǒng)一發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的名稱和編號，詳細(xì)描述該成果在現(xiàn)有的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上所需新增的功能要求（如業(yè)務(wù)流程的改變、設(shè)備新增的功能要求等） 。 5、 “文章主體”： 根據(jù)不同科技成果分類實(shí)施不同的主體要求，具體如下： 1）超前研究類成果主體包括： 背景情況 技術(shù)特點(diǎn)分析 標(biāo)準(zhǔn)化情況 其他運(yùn)營商應(yīng)用情況（可選） 技術(shù)發(fā)展趨勢 引入策略分析 2）相關(guān)網(wǎng)絡(luò)解決方案類成果主體包括： 背景情況 技術(shù)方案：概述、網(wǎng)絡(luò)解決方案（如果涉及到網(wǎng)絡(luò)方面的改造，信令改造，路由改造等，應(yīng)有詳細(xì)的描述）、設(shè) 備及系統(tǒng)改造 /建設(shè)要求、碼號資源需求 效果（解決了哪些問題） 本省應(yīng)用推廣情況 3）新產(chǎn)品開發(fā)類成果主體包括： 業(yè)務(wù)及功能簡介：業(yè)務(wù)概述、業(yè)務(wù)主要功能介紹 技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案：包括業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、相關(guān)系統(tǒng)（平臺、終端）功能和要求、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程、碼號要求等 8 業(yè)務(wù)申請和開通：