DNS循环查询和迭代查询究竟有什么区别？

在互联网的庞大架构中,域名系统（DNS）扮演着“电话簿”的角色，将我们易于记忆的域名（如 www.example.com）翻译成机器能够理解的IP地址，当一个网站拥有巨大的访问量时，单一服务器往往难以承受，为了解决这个问题，一种简单而有效的负载分配技术应运而生，它就是DNS循环查询。

什么是DNS循环查询？

DNS循环查询,也称为轮询DNS，是一种基于DNS的负载均衡技术，其核心思想非常直观：当一个域名对应多个IP地址时，DNS服务器在响应查询请求时，不再总是返回同一个IP地址列表，而是轮换地返回这些地址的顺序，这样，不同的用户在访问同一域名时，会被引导到不同的服务器上，从而实现了流量的分散。

工作原理与流程

为了更好地理解其工作机制,我们可以通过一个典型的场景来拆解这个过程，假设一个网站 www.service.com 部署在三台不同的服务器上，其IP地址分别为：

• 服务器A：192.0.2.1
• 服务器B：192.0.2.2
• 服务器C：192.0.2.3

该域名的权威DNS服务器被配置为使用循环查询,当用户请求访问时，会发生以下情况：

1. 首次查询：第一个用户发起对 www.service.com 的访问请求，本地DNS服务器向权威DNS服务器查询，权威服务器返回IP地址列表，顺序为 [192.0.2.1, 192.0.2.2, 192.0.2.3]，用户的本地解析器通常会选择第一个IP，即连接到服务器A。

2. 二次查询： shortly after，第二个用户也发起访问，权威DNS服务器收到请求后，会轮换IP地址的顺序，返回 [192.0.2.2, 192.0.2.3, 192.0.2.1]，第二个用户的客户端因此连接到服务器B。

3. 三次查询：第三个用户访问时，权威DNS服务器再次轮换顺序，返回 [192.0.2.3, 192.0.2.1, 192.0.2.2]，第三个用户被引导至服务器C。

   

4. 循环往复：当第四个用户访问时，IP地址列表的顺序将回到初始状态，再次从服务器A开始分配。

通过这种简单的轮换机制,DNS循环查询将访问流量大致均匀地分配到了后端的多个服务器上。

优点与局限性

DNS循环查询之所以被广泛应用,主要得益于其显著的优点，但同时也存在一些不可忽视的局限性。

主要优点：

• 简单易用：配置非常简单，大多数DNS服务器软件都原生支持，无需额外的硬件或复杂的软件。
• 成本效益高：作为DNS服务的一项内置功能，它几乎是零成本的，非常适合预算有限的项目。
• 提升可用性：当某台服务器宕机时，只要其他服务器正常运行，DNS服务器仍会返回可用服务器的IP地址，保证了服务的连续性（尽管部分用户可能会在缓存失效前访问失败）。
• 负载分散：能够有效将流量分散到多台服务器，避免单点过载，提升整体响应速度。

主要局限性：

• 缺乏智能性：它无法感知后端服务器的实时负载情况，即使某台服务器已经不堪重负，而另一台相对空闲，DNS依然会按顺序分配请求，可能导致“旱涝不均”。
• DNS缓存的影响：这是其最大的挑战，为了提高效率，各级DNS服务器（如本地ISP的DNS服务器）、用户的操作系统和浏览器都会缓存DNS查询结果，这意味着，在缓存有效期（由TTL值决定）内，来自同一区域的大量用户可能都会被指向同一台服务器，从而削弱了负载均衡的效果，缩短TTL可以缓解此问题，但会增加DNS服务器的查询压力。
• 无健康检查：标准的DNS循环查询不具备健康检查功能，如果一台服务器发生故障，DNS服务器并不知道，它仍然会将该故障服务器的IP地址返回给用户，导致部分访问失败。
• 会话保持问题：对于需要用户登录或维持会话状态的应用（如电商网站），DNS循环查询可能导致用户在一次会话中被分配到不同的服务器，造成会话丢失，需要重新登录。

与传统负载均衡器的对比

为了更清晰地定位DNS循环查询,我们可以将其与更专业的硬件或软件负载均衡器进行对比。

DNS循环查询是一种基础、轻量且高效的流量分配方案，它以其简单和低成本的特点，在众多场景中发挥着重要作用，尤其适合于无状态应用或作为内容分发网络（CDN）的一部分，由于其固有的局限性，如对缓存敏感、缺乏健康检查和智能调度能力，它并不适用于对高可用性和会话一致性有严格要求的大型、复杂应用，在选择负载均衡策略时，需要根据业务需求、预算和技术架构，权衡其利弊，做出最合适的决策。

相关问答 (FAQs)

问题1：DNS缓存是如何影响DNS循环查询的负载均衡效果的？

解答： DNS缓存是影响DNS循环查询效果的最主要因素，当用户或其网络中的本地DNS服务器解析过一个域名后，会将结果（IP地址）在一段时间内（即TTL，生存时间）保存起来，在这段时间内，所有通过该缓存服务器的用户访问同一域名时，都会得到相同的第一个IP地址，而不是被轮询分配到不同的服务器，这就导致流量大量集中在某台服务器上，破坏了负载均衡的初衷，虽然可以通过设置较短的TTL（如几十秒）来让缓存更快失效，但这会显著增加全球DNS服务器的查询负载，是一种权衡之举。

问题2：在什么情况下，DNS循环查询是一个理想的选择？

解答： DNS循环查询在以下几种场景中是理想的选择：

1. 成本敏感的中小型网站：对于预算有限，但希望提升网站可用性和性能的中小型项目，它提供了一个零成本的解决方案。
2. 无状态服务：对于静态资源服务器（如图片、视频）、API网关等任何一台服务器都能独立处理完整请求的服务，无需考虑会话保持问题。
3. 地理分布式部署：结合GeoDNS（地理域名解析），可以将不同地区的用户引导至就近的服务器集群，而每个集群内部再使用DNS循环查询进行负载分担。
4. 作为冗余备份：即使不是为了负载均衡，仅仅为了让主服务器宕机时，流量能自动切换到备用服务器，它也是一个简单有效的方案。