[发明专利]DNS缓存探测的方法、系统、装置和DNS服务器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及DNS缓存探测的方法、系统、装 置和DNS服务器。

背景技术

目前的IP网络中，IP地址是网络中主机的唯一标识，主机之间的通信只 能使用类似“xxx.xxx.xxx.xxx”的IP地址来标识主机，其中，x表示数字。对 于主机的使用者，更习惯使用主机域名的方式来访问其他主机，例如使用域 名“www.h3c.com”访问与该域名对应的主机，此时，需要一种转换机制，完 成主机域名到IP地址之间的转换，其中，DNS(Domain Name System，域名 系统)是其中一种完成主机域名到IP地址转换的机制，DNS为组织成域层次 结构的主机和网络服务的命名系统，通过使用用户的主机域名(例如 www.h3c.com)代替该用户的IP地址(如“xxx.xxx.xxx.xxx”)，从而定位相应 的主机和相应的服务。

具体应用时，在每台主机上均运行DNS客户端，而对于其他应用层协议， 例如HTTP(Hypertext Transfer Protocol，超文本传送协议)、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol，简单的邮件传送协议)、或FTP(File Transfer Protocol，文 件传送协议)等，需要使用DNS客户端将用户提供的主机域名转换成对应IP 地址。例如，用户A使用运行在本地主机上的浏览器，即HTTP客户端请求 http://www.h3c.com时，为了将HTTP请求消息发送到域名为www.h3c.com的 主机上，浏览器需要获取到该主机的IP地址。即浏览器从URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位地址)中获取该主机的域名，并将该主机域 名发送给本地主机上DNS客户端，该DNS客户端根据该域名向某个DNS服 务器发出包含该主机域名的DNS查询消息，并接收包含与该主机域名对应的 IP地址的应答消息，从而该浏览器根据该IP地址发起位于该IP地址的HTTP 服务器的TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)连接。

目前的DNS客户端设备，在获取到主机域名与IP地址对应关系后，均 会将主机域名与IP地址的对应关系缓存在本地，从而不需要对每个请求均进 行DNS查询，减少了由于多次查询引入的额外延迟，并且不会产生额外DNS 流量。在后续再有重复的查询请求时，DNS客户端先查询本地缓存，当本地 缓存中存在相应主机域名与IP地址的对应关系时，DNS客户端不再向DNS 服务器发起查询请求，当本地缓存中没有相应主机域名与IP地址对应关系时， DNS客户端需要向DNS服务器发起查询请求，在获取到主机域名与IP地址 对应关系时，将该对应关系缓存在本地主机上，从而降低了DNS访问延迟和 DNS网络流量。如图1所示，主机A在通过互联网访问其他主机时需使用该 主机的域名，例如主机B、www.h3c.com，当主机A第一次访问主机B时， 通过使用运行在主机A上的DNS客户端，向DNS服务器发送查询请求，并 接收该DNS服务器的应答信息，获取该应答信息中携带的该主机B对应的 IP地址，并根据该IP地址访问主机B。DNS客户端在得到DNS服务器回应 消息后，还会根据查询结果将该主机B与对应的IP地址的对应关系保存到本 地主机上，主机A再访问主机B时，将直接使用本地(主机A)缓存中的记 录(主机B与对应的IP地址的对应关系)，而不用再次向DNS服务器发起查 询。

在上述的缓存过程中，主机域名与IP地址的对应关系会发生变化，为了 在本地缓存中保留新的域名与IP地址对应关系记录，DNS客户端设备上会设 置DNS缓存生存周期，在该缓存生存周期内，本地缓存中的域名与IP地址的 对应关系记录都没有被使用时，则认为该记录已老化，需要删除该记录。但 对于缓存生存周期内每个本地缓存中的记录，除非DNS服务器主动更新，否 则DNS客户端通常是不会去更新的，此时，当某条记录所对应主机的IP地 址发生变化时，本地主机无法获知该变化，当本地主机根据本地缓存中的记 录向该记录所对应IP地址发起连接请求时，会出现连接失败的情况。例如， 在图1中，主机A中缓存了主机B的记录(主机B与IP地址的对应关系)， 在缓存生存周期内，当主机B重新申请了IP地址时，主机A不能及时感知， 当主机A向主机B发起连接时，将使用在主机A中缓存的记录，即使用主机 B旧的IP地址去访问主机B，从而导致不能建立连接，或连接到错误的主机 上。