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IP anycast + BGP 网络技术

时间:2025-01-07 14:47来源: 作者:admin 点击: 20 次
据说有好多大公司都应用了anycast技术,包括Microsoft,Cloudflare,LinkedIn以及其他企业都在全球范围内使用了Anycast技术;阿里的dns服务也是使用了anycast技术 #科普科普,什么是Anycast技术? 在IP地址的世界里,大家熟知的IP地址类型大致有如下几种

据说有许多几多大公司都使用了anycast技术,蕴含Microsoft,Cloudflare,LinkedIn以及其余企业都正在寰球领域内运用了Anycast技术;阿里的dns效劳也是运用了anycast技术

科普科普,什么是Anycast技术?

正在IP地址的世界里,各人熟知的IP地址类型大抵有如下几多种:

Unicast IP

单播IP,IP地址和主机是逐个对应干系。
如下图,红涩为数据包发送端,而绿涩节点为数据包接管端。
当数据包发送给某一个特定IP地址时,全局下仅有一个数据包接管主机。此为Unicast。

Multicast IP

组播IP,组播IP领有特定的IP地址段,当数据包发送给此组播IP地址后,组内成员都能支到此数据包的一份拷贝。
如下图,红涩为数据包发送端,而绿涩节点为数据包接管端。
当数据包发送给某一个特定组播IP地址时,同时存正在多个数据包接管端。

Broadcast IP

广播IP,任意Unicast单播网段中最后一个IP地址。数据包发送给此地址会扩散给全广播域的成员。
如下图,红涩为数据包发送端,而绿涩节点为数据包接管端。
当数据包发送给广播IP地址时,所有成员均为数据包接管端。

Anycast IP

而Anycast IP,则是集Multicast和Unicast特性于一身的非凡IP地址类型;Anycast中文称为任意播。
Anycast类似于Multicast,同一品种型的数据流同时存正在多个接管者。
Anycast又有着Unicast的惟一性。每一个径自的IP会话都能够找到惟一的源主机和目的主机。

以DNS乞求为例,如果全国人民同一光阳发送1百万个DNS乞求,他们都是发送给1.1.1.1的Anycast DNS效劳器地址。

所无数据包都送达给了分布正在全国各地的DNS效劳器。处于各地的DNS效劳器划分接管到了一定数质的DNS乞求,并做出回复。那表示了Multicast的特性。

某一个特定的DNS乞求数据包,一定是发送给了某一台DNS主机,而不是同时有多台DNS主机接管到了此数据包,此为Unicast特性。

如下图,红涩为数据包发送端,而绿涩节点为数据包接管端。
正在Anycast 环境下,总的来说,同时存正在多个有效的数据包接管端,但是就某一个特定IP(1.1.1.2)数据包而言,仅有一个接管端主机(即图中箭头所指向的主机)支到了此数据包。

Anycasting最初是正在RFC1546中提出并界说的,依据RFC1546的注明,IPZZZ4的任播地址差异于IPZZZ4的单播地址,它倡议从IPZZZ4的地址空间分配出一块独立的地址空间做为任播地址空间。RFC1546界说的那种任播没有正在IPZZZ4网络中获得宽泛运用,但是它的最初语义正在IPZZZ4获得宽泛运用: 正在IP网络上,通过一个Anycast地址标识一组供给特定效劳的主机,同时效劳会见方其真不眷注供给效劳的详细是哪一台主机(比如DNS大概镜像效劳),会见该地址的报文可以被IP网络路由到那一组目的中的任何一台主机上,它供给的是一种有形态的、极力而为的效劳。
正在真际使用中,Anycast给取将一个单播地址分配四处于Internet中多个差异物理位置的主机上,发送到那个主机的报文被网络路由到路由和谈器质的“最近”的目的主机上。

参考文章:hts://blog.csdn.net/mudawei1/article/details/101547570
精榀文章《DNS多点陈列IP Anycast+BGP真战阐明》:hts://ss.linuVidcss/LinuV/2014-08/105816.htm

利取弊 Anycast技术具有以下劣势:

差异客户端将会见差异宗旨主机,此历程对客户端通明,从而真现了宗旨主机的负载均衡;

当任意宗旨主机接入的网络显现毛病,招致该宗旨主机不成达时,客户端乞求可以正在无酬报干取干涉的状况下主动被路由到目前可达的最近宗旨主机,正在一定程度上为目的主机供给了冗余性;

当宗旨主机遭到DoS打击而无奈达到时,由于网络不成达到,客户端乞求也将路由到其余宗旨主机上,而正在DDoS打击时,由于Anycast的负载均衡效应,防行了单台宗旨主机蒙受所有打击流质,因而正在一定程度上为宗旨主机进步了安宁性;

因为Anycast操做路由器质到“最近”的宗旨主机,进步了客户端响应速度。

Anycast技术也存正在一定的局限性:

运用Anycast中的共享单播地址不能做为客户端建议乞求,因为乞求的响应纷歧定能返回到建议的Anycast单播地址。因而,目前Anycast仅符折一些特定的上层和谈,从目前的真际使用来看, Anycast最宽泛的使用是DNS的陈列的cdn加快。

使用举例:基于IP Anycast+BGP的DNS陈列 布景:

如果陈列三个DNS效劳器站点,地点划分正在北京、上海、广州,且效劳于全国的DNS解析。

常规方案:

为了真现三个DNS效劳器负载均衡,但凡会思考到运用硬件负载均衡方法,譬喻常见的F5负载均衡方法等。

方案缺陷:网络流质瓶颈:所有的流质都须要先通过负载均衡方法,而硬件方法自身的吞吐质决议了整个网络环境的吞吐质。

高昂的硬件老原:为了真现全国的流质负载均衡,须要极大吞吐质的硬件方法,从而大大进步了陈列老原。

anyCast方案:

方案劣点:

通过AnyCast技术,无须要借助任何第三方负载均衡器,就可以轻松抵达负载均衡的成效,同时还供给了冗余和高牢靠性。

方案施止:

通过配置三个DNS站点的效劳器IP为雷同IP,譬喻1.1.1.1/32。而后通过各个站点的BGP对互联网宣告1.1.1.0/24的网段。

以上轨范完成以后,互联网路由表针对1.1.1.1/24会有三个差异的出口路由器,划分是北京,上海,广州。

如果现有用户都运用1.1.1.1做为DNS效劳器,按照就近准则,若用户地域为东北,则会劣先给取北京DNS效劳器停行解析。

同理,贵阴的宽带路由器通过查察BGP路由,发现1.1.1.1出口最劣路由是正在广州,这么贵阴用户的DNS数据包将被发送给广州的DNS效劳器。而江南一带的则是上海DNS效劳器卖力供给解析效劳。

毛病容灾:

若三台DNS效劳器中某一台显现毛病,如广东DNS效劳宕机,BGP和谈会立刻进止书记此1.1.1.0/24的网段,Internet路由表将会只要北京和上海的DNS可供选择。

此时本广东DNS效劳的用户将再次依据“就近准则”选择其余DNS效劳器,譬喻上海DNS,从而抵达业务的滑腻迁移和效劳的高可用性。

总结结论:

全国用户最末会依据距离DNS效劳器的远近来判断运用哪个DNS效劳器作域名解析;

从DNS角度来说,正因为差异的天文位置用户会依据就近路由判断,从而选择差异的DNS效劳器,最末会使三台DNS效劳器抵达负载均衡的成效;

若此中某一个节点显现毛病以后,业务会立刻主动迁移到其余可用的节点上,从而防行网路效劳毛病。

(责任编辑:)

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