Tìm hiểu kỹ thuật định tuyến theo tên miền trong mạng cdn (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG NGUYỄN XUÂN HÙNG TÌM HIỂU KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN THEO TÊN MIỀN TRONG MẠNG CDN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUÝ SỸ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 MỞ ĐẦU Ngày với phát triển bùng nổ internet Thế giới mạng có hàng triệu máy chủ với hàng nghìn loại nội dung từ dịch vụ trang web tĩnh, web động, dịch vụ email, dịch vụ lưu trữ tới dịch vụ gia tăng đàm thoại internet, xem phim theo yêu cầu, dịch vụ ngân hàng Chính bùng nổ nội dung mạng đồng thời với gia tăng cấp số nhân người dùng số lượng truy cập nên lực đáp ứng mạng, chất lượng dịch vụ ngày xuống đòi hỏi người dùng lại gia tăng mãnh liệt Về phía nhà cung cấp dịch vụ việc phải đáp ứng gia tăng nhu cầu thông tin chất lượng dịch vụ sở hạ tầng phát triển khơng tương xứng địi hỏi phải có giải pháp kỹ thuật nhằm phân phối hiệu tài nguyên định cỡ mạng, điều phối lưu lượng, cân tải, quản lý chất lượng dịch vụ CDN mạng thơng minh, cung cấp lớp thơng minh sở hạ tầng mạng IP, chuyển đổi mơ hình web tập trung truyền thống thành mạng hướng nội dung phân bố nội dung cách có hiệu Cụ thể nhà cung cấp dịch vụ nội dung triển khai nhiều server đại diện (server thay thế) toàn mạng internet cho người sử dụng truy nhập dễ dàng đến server đại diện gần nhằm giảm đến mức tối đa thời gian truy nhập tránh tăng lưu lượng mạng cách đột ngột Trong mạng phân phối nội dung, định tuyến công việc quan trọng nhằm định hướng yêu cầu người sử dụng (client) tới server đại diện gần khả dụng thông qua định tuyến yêu cầu Hiện có số kỹ thuật định tuyến áp dụng mạng phân phối nội dung định tuyến yêu cầu dựa vào tên miền DNS, định tuyến yêu cầu theo lớp truyền tải, định tuyến yêu cầu lớp ứng dụng TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CDN 1.1 Động lực phát triển Internet chứng minh trình triển khai hoạt động phù hợp cho việc phân phối, truy cập trang Web tĩnh thư điện tử đơn giản Tuy nhiên, Internet ngày kiến trúc Intranet kết hợp khả xử lý lượng truyền thống đa phương tiện dịch vụ nội dung đòi hỏi lưu lượng lớn mà khách hàng trực tuyến tìm kiếm tốc độ mà họ mong muốn Các nút cổ chai mạng thường xuyên xảy nguồn tài nguyên nội dung người sử dụng cuối Kể việc bổ sung đường ống nhanh hơn, server lớn không giải vấn đề Kết nhiều nhà cung cấp dịch vụ nội dung, nhà kinh doanh điện tử thương mại, tổ chức doanh nghiệp phải chịu đựng server tải truy nhập mạng với tốc độ chậm làm nản lòng khách hàng, nhân viên Giải pháp mạng phân phối nội dung nhằm nâng cao lực mạng Mục tiêu CDN để tránh vùng tắc nghẽn mạng Nếu lưu lượng người dùng máy chủ không qua phần mạng bị nghẽn có nhiều khả tốc độ truyền liệu cao Hình 1.1: Mơ hình mạng CDN Trong mạng CDN có nhiều server thay đặt vị trí khác Các server thay thường có nội dung nhau, nhiên khách hàng kết nối số server thay phù hợp theo sách nhà cung cấp CDN CDN mạng nội dung thông minh, cung cấp lớp thơng minh sở hạ tầng mạng IP, chuyển đổi mơ hình Web tập trung truyền thống thành mạng hướng nội dung phân bố nội dung cách có hiệu Trong kỷ nguyên thông tin, giải pháp mạng CDN cho phép doanh nghiệp, nhà cung cấp dịch vụ nội dung điều khiển nội dung họ quản lý Các mạng CDN cho phép doanh nghiệp:  Cải thiện chất lượng mạng chất lượng dịch vụ chí lưu lượng tổng tăng lên  Sử dụng truyền thông đa phương tiện tốc độ cao video để tăng cường lực người dùng cuối mà không bị tắc nghẽn mạng  Đảm bảo cung cấp nội dung liệu cho người dùng cuối môi trường phát triển nhanh  Nâng cao lực sở hạ tầng sẵn có, điều khiển mạng tương lai, giảm chi phí băng thơng  Giảm phí tổn băng thông tổng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ tới người dùng cuối  Đo đạc phân bố nội dung giúp chỉnh chi phí mang tốt với mục tiêu kinh doanh  Phân phối ứng dụng phân tán mạng sẵn có mà khơng phải chịu chi phí tiền vốn lớn  Bắt kịp dạng liệu Internet tương lai 1.2 Môi trường ứng dụng mạng phân phối nội dung Có ba kiểu mơi trường thường quan tâm với CDN môi trường mạng công ty, mạng nhà cung cấp dịch vụ (ISP) mạng nhà cung cấp CDN Các mạng dựa công nghệ IP khác chúng phương thức quản lý chúng Các thành phần mạng phân phối nội dung Vì mục đích mạng CDN nâng cao khả đáp ứng hoạt động ứng dụng, nút mạng CDN, bao gồm nút thay nút gốc, cần thiết kế có tính mở rộng mềm dẻo cao Như thành phần mạng CDN thiết kế nút CDN có khả mở rộng Thành phần CDN kỹ thuật định tuyến yêu cầu người sử dụng đến nút thay Nhằm đạt hiệu suất hoạt động tốt nhất, yêu cầu phải chuyển tới nút thay gần Để làm điều mạng CDN phải trì cập nhật bảng định tuyến gồm danh sách nút mạng danh sách client cho nút mạng Nội dung bảng định tuyến phải cập nhật sửa đổi cho phù hợp với mức độ tải thời mạng nút mạng CDN Do thành phần thứ ba giải pháp CDN việc đánh giá hoạt động mạng Ngồi cịn có thành phần khác hệ thống tính cước, quản lý mạng phân phối nội dung trình bày chi tiết phần sau 1.3.1 Nút CDN Mỗi mạng phân phối nội dung bao gồm số nút mạng CDN nút mạng CDN lại bao gồm nhiều thiết bị Các nút mạng CDN bao gồm nút gốc số nút thay Do mục tiêu CDN hỗ trợ ứng dụng truy cập số lượng lớn khách hàng, nên nút CDN phải thiết kế cho có độ tin cậy cao khả mở rộng linh hoạt 1.3.2 Định tuyến yêu cầu người sử dụng Cấu trúc hệ thống định tuyến yêu cầu Hình 1.2 Hình 1.2 thể khái niệm tổng quan hệ thống định tuyến yêu cầu, bao gồm thành phần: Trao đổi cấu hình nội dung CTE (Content Topology Exchang), sở liệu cấu hình nội dung CTD (Content Topology Database) tính tốn định tuyến (route computation) Tính tốn CSDL cấu Trao đổi Giao thức trao đổi thông định tuyến hình thơng báo tin định tuyến u cầu Hình 1.2: Cấu trúc hệ thống định tuyến yêu cầu Bước Tính tốn định tuyến: Tính tốn để lựa chọn server lưu tốt cho client dựa thông tin lưu trữ sở liệu cấu hình nội dung, thuật tốn tính tốn định tuyến cách định sẵn Bước Cơ sở liệu cấu hình nội dung: Dữ liệu cấu hình bao gồm thông tin thông báo chi tiết nhận từ CDN lân cận thông số liên quan Bước Trao đổi thông báo: Khối chức chịu trách nhiệm việc thực thi giao thức trao đổi thông tin định tuyến yêu cầu Bước Giao thức trao đổi thông tin định tuyến yêu cầu: Được sử dụng để trao đổi thông báo nội dung thông báo vùng nội dung Ta xem xét kỹ thuật định tuyến yêu cầu sử dụng để định hướng yêu cầu client tới server lưu dựa số phương pháp tập tham số Thông thường, kỹ thuật định tuyến yêu cầu có loại sau: định tuyến yêu cầu dựa vào vào hệ thống tên miền (DNS), định tuyến yêu cầu lớp truyền tải định tuyến yêu cầu lớp ứng dụng Quá trình định hướng yêu cầu client tới server lưu gọi định tuyến yêu cầu, định tuyến nội dung, hay đổi hướng nội dung 1.3.3 Sao lưu nhớ đệm Hai thành phần sở hạ tầng nòng cốt sử dụng mạng CDN lưu caching Trong nhiều trường hợp, cần có nhớ đệm dịch vụ lưu tồn Client thơng tin với nhiều server gốc, với server gốc (Trong trường hợp vắng mặt server lưu client tương tác cách trực tiếp với server gốc trường hợp bình thường) 1.3.4 Hệ thống phân phối nội dung Hệ thống phân phối bao gồm tập phần tử mạng thực chung trình phân phối nội dung nhà cung cấp nội dung từ server gốc tới nhiều server lưu phân phát nội dung từ server lưu tới client mạng CDN Q trình phân phối xảy server lưu không nhận yêu cầu từ client, trình gọi tìm nạp trước, xảy server lưu nhận yêu cầu client mà khơng lưu giữ nội dung u cầu đó, gọi tìm nạp theo yêu cầu Hình 1.3: Quá trình phân phối nội dung Hình 1.4: Quá trình phân phát nội dung Quá trình phân phối nội dung thực di chuyển nội dung nhà cung cấp nội dung từ server gốc tới nhiều server lưu Hình 1.3 Cần ý trình phân phối nội dung khác với phân phát nội dung Phân phát nội dung trình chuyển nội dung nhà cung cấp nội dung tới client Hình 1.4 Hình 1.5: Phân phối nội dung mạng CDN mạng CDN ngang cấp Hình 1.5 mơ tả bước phân phối nội dung mạng CDN phân phối mạng CDN ngang cấp Sau bước thực phân phối: Bước 1: Server gốc cho phép CDN ngang cấp phân phối nội dung đặt nội dung vào hệ thống phân phối ngang cấp CDN Tồn hai cách đặt nội dung: Đẩy nội dung xuống trước: Nội dung sử dụng CDN đẩy xuống cách tích cực Kéo nội dung theo yêu cầu: Nội dung kéo theo yêu cầu từ OS có đệm bị lỗi server lưu thời gian đối tượng yêu cầu Bước 4: Hệ thống phân phối ngang cấp di chuyển nội dung CDN ngang cấp Nó cung cấp thơng tin vị trí nơi mà nội dung có mặt tới hệ thống định tuyến ngang cấp Hệ thống định tuyến ngang cấp thông báo thông tin tới mạng CDN ngang cấp Bước 2, 5: Hệ thống phân phối ngang cấp truyền nội dung tới hệ thống phân phối Bước 3, 6: Hệ thống phân phối phân phối nội dung server lưu mạng CDN Có hai phương pháp để phân phối nội dung tới server lưu là: Sử dụng mạng dành riêng sử dụng mạng internet cơng cộng 1.3.5 Hệ thống tính cước Hệ thống tính cước đóng vai trị thước đo thực ghi chép lại thông tin phân phối nội dung hoạt động vận chuyển nội dung Các thông tin tảng cho việc chuyển lợi nhuận, nội dung quyền lợi qua lại hai bên nhà cung cấp dịch vụ mạng nhà cung cấp nội dung sử dụng để làm hóa đơn cho khách hàng Hệ thống tính cước chia làm nhiều hệ thống phân phối toàn giới 1.3.6 Quản lý mạng phân phối nội dung Một vấn đề liên quan đến mạng phân phối nội dung có số thiết bị trải rộng vùng diện rộng Mỗi thiết bị lại triển khai mag CDN riêng, chúng cần quản lý Quản lý bao gồm quan tâm đến việc cài đặt, cấu hình, cập nhật phần mềm thiết bị mạng CDN đó, hợp thơng tin tính cước thông tin thống kê khả dụng vị trí phân phối vào thiết bị Một khía cạnh khác quản lý mạng CDN đảm bảo việc giao tiếp thiết bị mạng CDN bảo mật 1.3.7 Các vấn đề quản lý bảo mật mạng CDN Ba vấn đề bảo mật cần xem xét thiết kế mạng CDN là: Đảm bảo bảo mật mạng CDN thành phần Đảm bảo bảo mật giao tiếp mạng CDN thành phần Đảm bảo bảo mật nội dung lưu trữ lưu nút thay mạng CDN thành phần Bảo mật thông tin mạng CDN khác đảm bảo theo ba cách đây: Mạng riêng thứ cấp biết đến mạng bảo mật thiết lập mạng CDN khác sử dụng cho việc giao tiếp bên Mạng riêng ảo (VPN) thiết lập bên CDN Mạng thiết lập mạng chung sử dụng công nghệ bảo mật IP-sec Tất giao tiếp xảy mạng CDN mạng riêng ảo mật mã bảo mật nhờ sử dụng đường hầm IP-sec Tất giao tiếp mạng CDN mã hóa nhờ sử dụng giao thức truyền tải bảo mật SSL Các kết nối thiết lập mạng CDN nhận thực Tất chương trình giao tiếp mạng CDN phải sử dụng truyền tải bảo mật bảo mật liệu cách mã hóa lớp ứng dụng 1.4 Các nhà cung cấp CDN giới 1.5 Các mơ hình kinh doanh CDN 1.5.1 Mơ hình kinh doanh content-centric access-centric truyền thống 1.5.2 Mơ hình kinh doanh ghép cặp Hoster/CDN 1.5.3 Mơ hình kinh doanh ngang cấp P2P 1.6 Các hoạt động chuẩn hoá liên quan đến CDN 1.6.1 Các hoạt động chuẩn hoá IETF 1.6.2 Các hoạt động chuẩn hố ngồi IETF CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN THEO TÊN MIỀN DỰA VÀO DNS TRONG MẠNG CDN 2.1 Giới thiệu Kiến trúc chung hệ thống CDN bao gồm server gốc server thay thế, hệ thống phân phối, hệ thống định tuyến yêu cầu, hệ thống tài khoản khách hàng Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống CDN Hệ thống định tuyến yêu cầu chuyển tiếp yêu cầu khách hàng tới server thay thích hợp server gần có tải Hệ thống phân phối chép nội dung từ server gốc tới server thay Hệ thống tài khoản thu thập liệu từ hệ thống định tuyến yêu cầu hệ thống phân phối lưu trữ từ việc đăng nhập hoạt động CDN 2.2 Các cách thức định tuyến yêu cầu CDN 2.2.1 Định tuyến cách sử dụng ghi NS DNS server sử dụng ghi NS để chuyển giao đến server định tuyến yêu cầu DNS khác.Quá trình cho phép nhiều DNS server tham gia vào trình phân giải tên miền Chẳng hạn phía client yêu cầu phân giải tên miền a.example.com, hỏi DNS ISP, DNS ISP khơng lưu thơng tin tên miền hỏi server DNS có quyền với example.com Server có quyền với tên miền server NS định tuyến yêu cầu Khi DNS có quyền trả lại tập ghi A chứa thông tin tên miền IP tương ứng chúng định hướng tới DNS khác có quyền chuyển giao, phân giải tên miền example.com 2.2.2 Định tuyến yêu cầu dựa vào NAT Các tác giả đề xuất kỹ thuật biên dịch địa mạng - NAT (Network Address Translation) dựa kỹ thuật định tuyến yêu cầu - TRIAD (Translating Relaying Internet Architecture integrating Active Directories) NAT đưa vào phép tái sử dụng địa IP Nó dùng hệ thống tự trị cho phép doanh nghiệp tự cấp địa độc lập với ISP Nó hỗ trợ multi-homing chuyển mạch ISP ghép cặp số lượng host với số lượng địa cấp ISP Nhưng với NAT địa IP thực có nghĩa với dải địa định Bộ định tuyến NAT yêu cầu có proxy chuyên dụng lớp ứng dụng để thực chức ứng dụng Internet cách xác Nó cần điều chỉnh đáp ứng DNS truyền qua định tuyến NAT cập nhật trường checksum gói tin, hứa hẹn đảm bảo độ tin cậy bảo mật xuyên suốt Tuy nhiên NAT, việc truyền thông dải địa riêng biệt mà không cần đánh số lại khó Kỹ thuật TRIAD thích hợp cho định tuyến yêu cầu CDN sử dụng NAT 2.2.3 Định tuyến yêu cầu lớp truyền tải Định tuyến yêu cầu dựa lớp truyền tải sử dụng để đạt định tuyến yêu cầu mức cao tốt sau mức thực hiện, mức định tuyến yêu cầu dựa DNS Nó sử dụng thơng tin địa IP client số cổng sẵn có gói tin từ client, q trình định tuyến yêu cầu chuyển phiên tới server đại diện thích hợp 2.2.4 Định tuyến yêu cầu dựa URL Định tuyến yêu cầu dựa theo URL (URL based) sử dụng URL tiền tố URL nội dung yêu cầu để đưa định định tuyến Định tuyến yêu cầu dựa theo URL có hai loại sử dụng mã định hướng lại 302 In-path Element (phần tử luồng) Sử dụng mã định hướng lại 302: Mã 302 mang ý nghĩa dịch chuyển tạm thời: Yêu cầu đối tượng tạm thời chuyển sang vị trí đáp ứng Các yêu cầu tương lai client nên cũ Theo phương pháp này, yêu cầu client trước tiên chuyển sang Server đại diện “ảo” Sau server đại diện gửi trả lại mã ứng dụng cụ thể 302 (đối với giao thức truyền tải HTTP RTSP) để định hướng client tới nút phân phối thực In-path Element: Kỹ thuật phần tử luồng (In-path Element), phần tử Inpath diện mạng có đường chuyển tiếp yêu cầu client Phần tử in-path kiểm tra yêu cầu nội dung client thực định định tuyến yêu cầu Sau đó, phần tử ghép kết nối client tới nút phân phối thích hợp chuyển tiếp yêu cầu client Nói chung, đường phản hồi qua phần tử In-path Định tuyến yêu cầu dựa theo Mime Header sử dụng mime header Cookies, Language, User-Agent sẵn có yêu cầu nội dung để đưa định định tuyến: Định tuyến yêu cầu dựa theo Site Specific: Sử dụng trường bảo mật Secure Socket Layer (SSL), Session Identifiers để định hướng nội dung 2.3 Kỹ thuật định tuyến dựa vào DNS 2.3.1 Kỹ thuật định tuyến theo IP dựa vào DNS Hiện nay, định tuyến yêu cầu dựa máy chủ tên miền (Domain Name ServerDNS) sử dụng rộng rãi mạng Internet Kỹ thuật định tuyến dựa DNS phổ biến áp dụng nhiều mạng CDN tính chất có mặt khắp nơi hệ thống tên miền DNS Client gửi truy vấn tên miền server DNS nội bộ, gửi lại địa server đại diện gần client Nếu nhớ cache DNS nội chưa lưu thông tin hết thời hạn cache chuyển tiếp truy vấn tới server DNS gốc Server DNS gốc trả lại địa server DNS có quyền trang Web Sau server DNS có thẩm quyền trả lại địa server đại diện gần client dựa việc định tuyến chuyên dụng, giám sát tải chế ánh xạ Internet (Internet mapping mechanism) Cuối client nhận nội dung từ server đại diện định Theo chế này, client định hướng tới server CDN chuyên dụng suốt giai đoạn phân giải tên trình truy cập Web Một định tuyến yêu cầu dựa DNS chuyên dụng sẽ:  Nhận yêu cầu phân giải tên miền  Xác định vị trí client dựa địa IP client (hoặc điều kiện rang buộc khác)  Trả địa server CDN gần Nói chung câu trả lời cache server nội client trả lời thời gian ngắn để nhờ định tuyến u cầu nhanh chóng thích nghi với thay đổi mạng hay tải server Điều đạt cách thiết lập trường time-to-live (TTL) câu trả lời với giá trị nhỏ (ví dụ 20 giây) 10 Hình 2.2 thể trình phân giải tên miền theo IP dựa vào DNS Theo phương pháp DNS có thẩm quyền trả cho khách hàng địa server thay phù hợp với yêu cầu Hình 2.2: Định tuyến yêu cầu theo IP dựa vào DNS Các bước định tuyến theo IP dựa vào DNS sau: Bước 1: Khách hàng yêu cầu phân giải đệ quy tên miền “google.com” tới DNS local Bước 2: Giả sử DNS local khơng có cache tên miền Sau DNS local hỏi root DNS chuyển giao “google.com” Bước 3: DNS root trả lời DNS CDN DNS chuyển giao “google.com” Bước 5: DNS local hỏi tiếp DNS CDN, DNS CDN dựa vào thông tin IP DNS local, tải server thay thế, độ trễ (bằng phương pháp thăm dị từ trước) từ trả lời cho DNS local tên miền google.com đê bí danh dạng google.com.vn có IP 74.125.128.94 Bước 6: DNS local trả lại cho khách hàng IP server thay phục vụ khách hàng tốt 74.125.128.94 Bước 8: Khách hàng yêu cầu nội dung từ 74.125.128.94 đáp ứng nội dung theo yêu cầu Như mục đích yêu cầu phương pháp định tuyến theo IP dựa DNS định tuyến client tới server thay gần dựa vào tương quan IP server thay 11 client (hoặc quan hệ khác) thiết lập chế trả lời DNS mạng CDN cho ứng với khách hàng có server thay gần khách hàng phù hợp để phục vụ 2.3.2 Phương pháp định tuyến theo tên miền dựa vào DNS Khác với phương pháp định tuyến theo IP, khách hàng yêu cầu phân giải tên miền DNS mạng CDN khơng trả lại cho khách hàng địa IP server thay thế, thay vào gửi khách hàng tên miền khác tưng ứng với điều kiện sách nhà cung cấp CDN Chính sách sử dụng luận văn sử dụng IP khách hàng query đến DNS Local chúng Khi khách hàng muốn biết server phục vụ nhu cầu khách hàng tiếp tục gửi yêu cầu phân giải thứ tên miền nhận Sơ đồ dịch vụ CDN theo phương pháp sau Hình 2.3: Định tuyến theo tên miền dựa vào DNS Trong hệ thống CDN cung cấp dịch vụ web chẳng hạn “24h.com” hình 2.3, server gốc phân phối toàn nội dung tới server thay Các server thay đặt khu vực địa lý khác nhau, quốc gia khác có nội dung server gốc Nhiệm vụ DNS CDN mạng CDN định tuyến yêu cầu khách hàng khu vực địa lý trả cho khách hàng DNS local khách hàng tên miền tương ứng với server thay gần khách hàng 12 DNS local đầu phía khách hàng tiếp tục làm nhiệm vụ phân giải tên miền nhận phía DNS CDN Tên miền cấp động theo chế DNS động đăng ký chuyển giao với DNS quốc gia Khi nhiệm vụ phân giải DNS local chuyển đến DNS quốc gia, trả IP server thay cho khách hàng Trên hình 2.3 ví dụ định tuyến theo tên miền, bước trình yêu cầu nội dung, định tuyến cung cấp nội dung sau: Bước1: Khách hàng Việt Nam có yêu cầu truy nhập nội dung từ trang web “24h.com”, yêu cầu DNS local phân giải tên miền “24h.com” theo chế đệ quy (recursive) DNS local làm nhiệm vụ phân giải tên miền “24h.com” sang IP gửi trả lại cho khách hàng Bước DNS local hỏi DNS Root xem tên miền “24h.com” chuyển giao DNS Bước DNS Root trả lời cho DNS local tên miền “24h.com” chuyển giao DNS nhà cung cấp nội dung CDN “24h.com” Bước DNS local yêu cầu DNS CDN phân giải tên miền “24h.com” Bước DNS CDN dựa vào IP DNS local phía đầu khách hàng (hoặc IP khách hàng khách hàng query trực tiếp tới DNS CDN) trả lời DNS local tên miền khác “24h.com.vn”, cách khai báo ghi CNAME ứng với trường hợp Bước DNS local lại tiếp hỏi DNS root tên miền “24h.com.vn” Bước DNS Root trả lời cho DNS local tên miền “24h.com.vn” chuyển giao DNS VNNIC Việt Nam Bước DNS local hỏi DNS VNNIC IP tên miền “24h.com.vn” Bước DNS VNNIC trả lời IP tương ứng với tên miền “24h.com.vn” “123.30.129.148” Bước 10 DNS local trả IP tưng ứng với tên miền “24h.com” cho khách hàng Bước 11 Khách hàng yêu cầu nội dung từ server thay có IP “123.30.129.148” Bước 12 Server thay cung cấp nội dung cho khách hàng Như trình từ yêu cầu nội đến cung cấp nội dung phải trải qua lần DNS local, máy tính khách hàng yêu cầu phân giải tên miền làm tăng thời gian đáp ứng nội dung Tuy nhiên có ưu điểm lớn server thay Quốc gia khác sử dụng IP động khơng phải IP tĩnh, làm giảm chi phí thuê Ip 13 tĩnh đồng thời cịn giúp tiết kiệm tài ngun IPv4 ngày cạn kiệt Các server thay có IP động hoạt động dựa vào phương pháp DNS động (Dynamic DNS) Dynamic DNS phương thức ánh xạ tên miền tới địa IP có tần xuất thay đổi cao (do khơng phải máy tính sử dụng địa IP tĩnh) Những đối tượng không sử dụng dịch vụ kết nối Internet trực tiếp leased-line với địa IP tĩnh mà thuê kết nối Internet gián tiếp dialup dịch vụ ADSL có địa IP động, đăng ký sử dụng Dynamic DNS hồn tồn tự trì máy chủ dịch vụ Đặc biệt, thuê bao ADSL với số lượng ngày tăng nhanh hưởng ứng dịch vụ dynamic DNS với dynamic DNS, thuê bao ADSL (thường tổ chức) có khả tự trì máy chủ dịch vụ (mail, web, ftp…server), thuê dịch vụ mail hosting, web hosting ISP vốn tốn Việc tự trì máy chủ trước vốn tổ chức có kết nối trực tiếp leased-line vốn dạng dịch vụ kết nối giá thành cao Ở Việt Nam: Để sử dụng dịch vụ Dynamic DNS, khách hàng ADSL cần đăng ký sử dụng dịch vụ với VNNIC, VNNIC cấp tên miền, account để xác thực Sau khách hàng download chương trình VNNIC Dynamic DNS Client cài vào máy thiết lập thông số (tên miền, tên máy chủ, account) Chương trình theo dõi cập nhật vào hệ thống DNS VNNIC có thay đổi IP kết nối ADSL đó, đảm bảo tên miền khách hàng trỏ 2.4 Kết luận Mục đích chung phương pháp định tuyến theo yêu cầu mong muốn đưa khách hàng tới server thay phù hợp Với phương pháp định tuyến theo IP dựa vào DNS có ưu điểm thời gian đáp ứng dịch vụ nhanh Tuy nhiên yêu cầu server thay phải thiết lập với IP tĩnh Trên giới IPv4 cạn dần, việc tiết kiệm giảm chi phí việc sử dụng IP tĩnh quan trọng Đây ưu điểm lớn phương pháp định tuyến theo tên miền dựa vào DNS Do vậy, tùy thuộc vào loại dịch vụ cung cấp, tính chất mạng nhà cung cấp dịch vụ CDN lựa chọn phương pháp định tuyến cho phù hợp 14 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN THEO TÊN MIỀN SỬ DỤNG GEODNS KẾT HỢP VỚI PHẦN MỀM BIND 3.1 Giới thiệu GEODNS phần mềm Bind Như biết, tổ chức quản lý IP quốc tế phân chia tài nguyên địa IP theo vị trí địa lý theo quốc gia Trong quốc gia lại phân chia theo khu vực nhỏ Tại nước có tài nguyên địa IP định Công ty Maxmind thống kê tất địa IP quốc gia giới tập hợp chúng vào sở liệu, tham khảo (http://www.maxmind.com) Dữ liệu gọi liệu GeoDNS, sử dụng GeoDNS với script tạo sẵn ta thiết lập danh sách access list (danh sách truy nhập) theo IP tất Quốc gia Bind (Berkeley Internet Name Domain) chương trình phục vụ DNS hệ thống AIX/BSD/HP-UX/Unix/Linux/VMS Các chức DNS bind định, gồm phân giải tên miền thành IP ngược lại 3.2 Mơ hình mơ Trong luận văn chủ yếu đề cập tới kỹ thuật định tuyến theo tên miền dựa vào DNS so sánh với kỹ thuật định tuyến theo IP Với việc phân tích mơ hình chương (hình 23), giả sử mạng CDN nhà cung cấp 24h.com, có server thay khác phục vụ… Và khách hàng Quốc gia yêu cầu định tuyến tới server thay phù hợp.Giả sử server thay đăng ký sử dụng IP động để tiết kiệm tài ngun IP Trong mơ hình mơ ứng với trường hợp khách hàng Việt Nam yêu cầu nội dung từ trang 24h.com định tuyến tới hn.24h.com.vn, khách hàng Quốc gia khác định tuyến tới hcm.24h.com.vn để giảm tải cho server đặt Hà Nội 15 Hình 3.1 Mơ hình mơ kỹ thuật định tuyến theo tên miền Theo hình 3.1, ta cần tối thiểu 02 server DNS có IP public Trong server làm DNS local client, 01 server nhà cung cấp CDN - Chuẩn bị server: 02 server (IP : 27.68.242.117 27.68.242.121) - Phần mềm: BIND 9.8.1-P1, Ubuntu 12.04.1 Cài đặt đầy đủ gói g++, gcc, thư viện liên quan - Cơ sở liệu IP toàn giới GeoDNS (GeoIPCountryCSV.zip), download từ trang web Công ty Maxmind http://maxmind.com Sử dụng script_geo_dns.sh để tạo access list cho DNS CDN root@IPv6:/home/hungnx15# more script_geo_dns.sh #!/bin/bash [ -f GeoIPCountryCSV.zip ] || wget -T -t http://geolite.maxmind.com/download/geoip/database/GeoIPCountryCSV.zip echo -n "Creating initial CBE (Country,Begin,End) CSV file " unzip -p GeoIPCountryCSV.zip GeoIPCountryWhois.csv | awk -F \" '{print $10","$6","$8}' > cbe0.csv echo -ne "DONE\nSplitting CBE CSV file " 16 lc0=0; lc1=$(wc -l cbe0.csv | awk '{print $1}') while [ $lc0 -lt $lc1 ] lc0=$lc1; echo -ne "\n$lc0\t" awk -F , '{m = 2^32-2^int(log($3-$2+1)/log(2)); n = and(m,$3); if (n == and(m,$2)) print; else printf "%s,%u,%u\n%s,%u,%u\n",$1,$2 ,n-1,$1,n,$3}' cbe0.csv > cbe1.csv mv -f cbe1.csv cbe0.csv; lc1=$(wc -l cbe0.csv | awk '{print $1}') echo -ne "+$[$lc1-$lc0]\t"; [ $lc0 -lt $lc1 ] && echo -n "OK" done echo -ne "DONE\nGenerating BIND GeoIP.acl file " (for c in $(awk -F , '{print $1}' cbe0.csv | sort -u) echo "acl \"$c\" {" grep "^$c," cbe0.csv | awk -F , '{printf "\t%u.%u.%u.%u/%u;\n",$2/2^24%256,$2/2^16%256,$2/2^8%256,$2%256,32int(log($3-$2+1)/log(2 ))}' echo -e "};\n" done) > GeoIP.acl rm -f cbe0.csv echo "DONE" exit Kết chạy script ta file GeoIP.acl, bao gồm hầu hết IP toàn giới, phân chia theo Quốc gia khác Để DNS CDN trả tên miền khác so với tên miền mà Local DNS yêu cầu, luận văn sử dụng khai báo CNAME cho tên miền 24h.com trỏ tới tên miền hcm.24h.com.vn hn.24h.com.vn 17 3.3 Kết mơ Theo mơ hình mơ yêu cầu định tuyến Khi khách hàng yêu cầu nội dung từ nhà cung cấp nội dung CDN 24h.com, định tuyến theo chế:  Khách hàng Việt Nam yêu cầu định tuyến đến “hn.24h.com.vn”  Khách hàng Quốc gia khác yêu cầu định tuyến tới “hcm.24h.com.vn” Khách hàng nước (Campuchia) định tuyến yêu cầu đến server hcm.24h.com.vn [noc@rtgsyslog ~]$ /sbin/ifconfig eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:1E:4F:34:1B:C7 inet addr:117.120.24.67 Bcast:117.120.24.95 Mask:255.255.255.224 //Server có IP Campuchia) [noc@rtgsyslog ~]$ nslookup > server 27.68.242.117 Default server: 27.68.242.117 Address: 27.68.242.117#53 > www.24h.com Server: 27.68.242.117 Address: 27.68.242.117#53 www.24h.com canonical name = hcm.24h.com.vn Name: hcm.24h.com.vn Address: 210.211.110.12 //Được yêu cầu query đến server hcm.24h.com.vn Khách hàng Việt Nam yêu cầu tới hn.24h.com.vn [hungnx15@lvsdns1B ~]$ ifconfig eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:24:E8:6E:BE:39 inet addr:203.113.131.8 Bcast:203.113.131.31 Mask:255.255.255.224 //Có IP Việt Nam [hungnx15@lvsdns1B ~]$ nslookup > server 27.68.242.117 Default server: 27.68.242.117 18 Address: 27.68.242.117#53 > www.24h.com ;; Truncated, retrying in TCP mode Server: Address: 27.68.242.117 27.68.242.117#53 www.24h.com canonical name = hn.24h.com.vn Name: hn.24h.com.vn Address: 123.30.183.195 //Được yêu cầu query đến server hn.24h.com.vn 19 KẾT LUẬN Việc định tuyến theo yêu cầu quan trọng, giúp cho nhà cung cấp CDN đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng việc truy nhập nội dung có dung lượng lớn video… cách định tuyến khách hàng tới server thay phù hợp với khách hàng để phục vụ Do hạn chế mặt thời gian, điều kiện thiết bị phần mềm, luận văn chưa tiến hành thực mô kỹ thuật định tuyến dựa vào DNS chuyên dụng định tuyến dựa vào tổng hợp điều kiện: tải server thay thế, trễ từ khách hàng tới server thay thế… Do có đầu kỹ thuật định tuyến dựa vào DNS Hiện nay, CDN giai đoạn đầu thời kỳ phát triển xu hướng phát triển để mở tương lai Việc nắm bắt kỹ thuật có liên quan tới việc tổ chức mạng CDN, định tuyến, cache, tiến trình tư nhân hoá nội dung khai thác liệu vơ quan trọng để đề xuất hay dự đoán bước phát triển mạng phân phối nội dung 20 ... số kỹ thuật định tuyến áp dụng mạng phân phối nội dung định tuyến yêu cầu dựa vào tên miền DNS, định tuyến yêu cầu theo lớp truyền tải, định tuyến yêu cầu lớp ứng dụng TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CDN. .. hình mơ Trong luận văn chủ yếu đề cập tới kỹ thuật định tuyến theo tên miền dựa vào DNS so sánh với kỹ thuật định tuyến theo IP Với việc phân tích mơ hình chương (hình 23), giả sử mạng CDN nhà... dựa vào DNS 2.3.1 Kỹ thuật định tuyến theo IP dựa vào DNS Hiện nay, định tuyến yêu cầu dựa máy chủ tên miền (Domain Name ServerDNS) sử dụng rộng rãi mạng Internet Kỹ thuật định tuyến dựa DNS phổ