带智能缓存的域名解析服务系统及其服务方法.pdf

一种网络服务技术领域的带智能缓存的域名解析服务系统及其服务方法，系统包括：域名解析模块、智能缓存模块、智能缓存更新模块、域名解析错误判断模块和域名解析错误处理模块；方法中包括了迭代查询和智能缓存的更新、域名解析错误的判断和域名解析错误的处理。本发明中客户端在域名授权服务器故障时，可以获得受故障影响的域名上一次正确解析的结果，从而访问域名对应的网站或服务，使用户的网络浏览不会受到授权域名服务器故障的影响；可对指定的重要域名和关键服务提供安全保障，提高域名解析服务的可靠性，大幅降低域名授权服务器故障对网站和服务访问的影响；对用户透明，无须修改客户端的软件和配置。

1.  一种带智能缓存的域名解析服务系统，包括：域名解析模块、域名解析错误判断模块和域名解析错误处理模块，其特征在于，还包括：智能缓存模块和智能缓存更新模块，其中：域名解析模块与智能缓存更新模块相连传输域名迭代查询结果，域名解析模块与域名解析错误判断模块相连传输域名解析结果数据包，域名解析错误判断模块与域名解析错误处理模块相连传输域名解析结果数据包，智能缓存更新模块与智能缓存模块相连传输智能缓存内容的查询和修改数据，域名解析错误处理模块与智能缓存模块相连传输智能缓存内容的查询数据；
所述的智能缓存更新模块判断迭代查询结果是否为没有错误并且包含有效的回答内容，当没有错误且包含有效的回答内容时，则在智能缓存中查找迭代查询结果请求问题中的查询名称和查询类型，当智能缓存中包含所查找的查询名称和查询类型时，则用迭代查询结果中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答；
所述的智能缓存模块保存受到保护的域名的查询名称、查询类型、回答内容，在域名解析服务器迭代查询过程接收到域名授权服务器回应数据包时执行智能缓存的更新，在域名解析服务器向用户发送解析结果时的域名解析错误处理步骤中执行智能缓存的查询。

2.  根据权利要求1所述的带智能缓存的域名解析服务系统，其特征是，所述的域名解析错误判断模块判断域名解析模块输出的域名解析结果数据包中是否为服务器失败信息，当是服务器失败消息时，则将域名解析结果数据包输出至所述的域名解析错误处理模块，否则将域名解析结果数据包发送至客户端。

3.  根据权利要求1所述的带智能缓存的域名解析服务系统，其特征是，所述的域名解析错误处理模块查询智能缓存中是否包含用户请求的查询名称和查询类型，当包含时，则用智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答重组域名解析结果数据包并发送给客户端。

4.  一种带智能缓存的域名解析服务方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，接收客户端的域名解析请求，对查询名称进行判断，当查询名称属于本地授权区域的域名，则向客户端返回授权回答；否则，从本地DNS缓存中查找客户端请求的域名和查询类型是否存在，当存在时则将本地DNS缓存的结果返回给客户端；否则，进行迭代查询和智能缓存的更新；
第二步，对请求解析的域名进行解析，得到域名解析结果数据包，提取域名解析结果数据包包头内容中的响应代码，当响应代码是服务器失败时，执行第三步；否则，将得到的域名解析结果数据包发送给客户端；
第三步，对服务器失败的域名解析结果数据包进行域名解析错误处理，得到处理后的域名解析结果数据包，并将处理后的域名解析结果数据包发送给客户端。

5.  根据权利要求4所述的带智能缓存的域名解析服务方法，其特征是，第一步中所述的迭代查询，具体是：服务器从根域名服务器开始，发送用户请求域名的迭代查询请求，当得到提名回答时，则继续向下一级域名服务器请求，直到得到包含有效答案的肯定回答或否定回答，即授权服务器响应数据包。

6.  根据权利要求4所述的带智能缓存的域名解析服务方法，其特征是，第一步中所述的智能缓存的更新，包括步骤为：

1.  1)提取所述迭代查询过程获得的授权服务器响应数据包中的包头内容、请求问题内容和回答内容；

1.  2)当包头内容为没有错误，且回答内容有效时，执行1.3)；否则结束智能缓存的更新；

1.  3)提取请求问题内容中的查询名称和查询类型，并在智能缓存中查找该查询名称和查询类型；

1.  4)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型，用授权服务器响应数据包中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答内容；否则，不对智能缓存作修改。

7.  根据权利要求4所述的带智能缓存的域名解析服务方法，其特征是，第三步中所述的域名解析错误处理，具体是：

3.  1)提取服务器失败的域名解析结果数据包中的请求问题内容中的查询名称和查询类型；

3.  2)在智能缓存中查找3.1)得到的查询名称和查询类型；

3.  3)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型时，将智能缓存中该查询名称和查询类型对应的查询结果替代所述域名解析结果数据包中该查询名称和查询类型对应的回答，并将域名解析结果数据包包头内容中的响应代码修改为没有错误；否则，不对域名解析结果数据包进行修改；
此时的域名解析结果数据包就是处理后的域名解析结果数据包。

带智能缓存的域名解析服务系统及其服务方法
技术领域
本发明涉及的是一种网络服务技术领域的系统及其方法，具体是一种带智能缓存的域名解析服务系统及其服务方法。
背景技术
域名系统(Domain Name System，DNS)是因特网最关键的基础服务之一，为众多网络应用提供根本性支撑，它将域名与IP地址相互映射，使人们能够方便地访问互联网，而不必记忆复杂的IP地址。DNS服务的稳定可靠是互联网正常运转的保证，网络故障、服务器故障、错误配置和恶意攻击等是影响DNS服务稳定和安全的重要因素。随着因特网用户和网站数量的迅速增加，DNS服务所承受的压力加大，故障对于用户的影响也更加显著。
当授权域名服务器因故障或攻击无法响应查询请求时，DNS缓存服务器重复尝试向该授权服务器查询，超时后向用户返回服务器失败(Server Failure，SERVFAIL)的错误信息；当授权域名服务器的区域配置错误时，该服务器无法正确解析由其管理的域名，用户查询该域名时得到服务器失败的结果。此类情况将导致用户无法访问该域名对应的网络服务。
经对现有文献检索发现，中国专利申请号：200610073177.X，名称为：一种服务器端域名解析错误控制方法及系统，该技术提出了一种可在服务器端进行域名解析错误控制的域名解析错误控制方法及系统，该技术对于域名不存在、查询被拒绝、服务器失败等错误信息，用预定的答案数据对域名解析结果进行数据重组，将错误域名重定向到预定的IP地址。但是，该技术不能解决域名服务器故障影响用户正常上网的问题。在域名授权服务器无响应时或回应为服务器失败时，上述技术将用户重定向到出错提示页面，而不是用户希望访问的域名对应的网站服务器。由于该技术在域名授权服务器故障时不能提供该域名正常状态下的解析结果，用户无法正确访问希望访问的网站。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种带智能缓存的域名解析服务系统及其服务方法。本发明通过在域名服务器增加智能缓存用于记录域名解析结果，并对域名解析结果进行错误判断和处理，实现了在域名授权服务器故障时使用户能够正常访问该域名的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及的带智能缓存的域名解析服务系统，包括：域名解析模块、智能缓存模块、智能缓存更新模块、域名解析错误判断模块和域名解析错误处理模块，其中：域名解析模块与智能缓存更新模块相连传输域名迭代查询结果，域名解析模块与域名解析错误判断模块相连传输域名解析结果数据包，域名解析错误判断模块与域名解析错误处理模块相连传输域名解析结果数据包，智能缓存更新模块与智能缓存模块相连传输智能缓存内容的查询和修改数据，域名解析错误处理模块与智能缓存模块相连传输智能缓存内容的查询数据。
所述的智能缓存更新模块判断迭代查询结果是否为没有错误并且包含有效的回答内容，当没有错误且包含有效的回答内容时，在智能缓存中查找迭代查询结果请求问题中的查询名称和查询类型，当智能缓存中包含所查找的查询名称和查询类型，则用迭代查询结果中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答。
所述的智能缓存模块保存受到保护的域名的查询名称、查询类型、回答内容，在域名解析服务器迭代查询过程接收到域名授权服务器回应数据包时执行智能缓存的更新，在域名解析服务器向用户发送解析结果时的域名解析错误处理步骤中执行智能缓存的查询。
所述的域名解析错误判断模块判断域名解析模块输出的域名解析结果数据包中是否为服务器失败信息，当是服务器失败消息时，则将域名解析结果数据包输出至所述的域名解析错误处理模块，否则将域名解析结果数据包发送至客户端。
所述的域名解析错误处理模块查询智能缓存中是否包含用户请求的查询名称和查询类型，当包含时，则用智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答重组域名解析结果数据包并发送给客户端。
本发明涉及的带智能缓存的域名解析服务方法，包括以下步骤：
第一步，接收客户端的域名解析请求，对查询名称进行判断，当查询名称属于本地授权区域的域名，则向客户端返回授权回答；否则，从本地DNS缓存中查找客户端请求的域名和查询类型是否存在，当存在时则将本地DNS缓存的结果返回给客户端；否则，进行迭代查询和智能缓存的更新。
所述的迭代查询，具体是：服务器从根域名服务器开始，发送用户请求域名的迭代查询请求，当得到提名回答(Referral Answer)时，则继续向下一级域名服务器请求，直到得到包含有效答案的肯定回答或否定回答，即授权服务器响应数据包。
所述的智能缓存的更新，包括步骤为：
1.1)提取所述迭代查询过程获得的授权服务器响应数据包中的包头内容、请求问题内容和回答内容；
1.2)当包头内容为没有错误，且回答内容有效时，执行1.3)；否则结束智能缓存的更新；
1.3)提取请求问题内容中的查询名称和查询类型，并在智能缓存中查找该查询名称和查询类型；
1.4)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型，用授权服务器响应数据包中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答内容；否则，不对智能缓存作修改。
第二步，对请求解析的域名进行解析，得到域名解析结果数据包，提取域名解析结果数据包包头内容中的响应代码(Return Code，RCODE)，当响应代码是服务器失败时，执行第三步；否则，将得到的域名解析结果数据包发送给客户端。
第三步，对服务器失败的域名解析结果数据包进行域名解析错误处理，得到处理后的域名解析结果数据包，并将处理后的域名解析结果数据包发送给客户端。
所述的域名解析错误处理，具体是：
3.1)提取服务器失败的域名解析结果数据包中的请求问题内容中的查询名称和查询类型；
3.2)在智能缓存中查找3.1)得到的查询名称和查询类型；
3.3)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型时，将智能缓存中该查询名称和查询类型对应的查询结果替代所述域名解析结果数据包中该查询名称和查询类型对应的回答，并将域名解析结果数据包包头内容中的响应代码修改为没有错误；否则，不对域名解析结果数据包进行修改；
此时的域名解析结果数据包就是处理后的域名解析结果数据包。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了智能缓存中受保护域名的更新，并在域名解析失败时查询智能缓存，采用智能缓存中记录的上一次正确解析的回答作为域名解析结果发送给用户。因此客户端在域名授权服务器故障时，可以获得受故障影响的域名上一次正确解析的结果，从而访问域名对应的网站或服务，使用户的网络浏览不会受到授权域名服务器故障的影响。带智能缓存的域名解析服务系统可对指定的重要域名和关键服务提供安全保障，提高域名解析服务的可靠性，大幅降低域名授权服务器故障对网站和服务访问的影响；同时，这种不需要客户端参与的错误处理方式对用户透明，无须修改客户端的软件和配置。
附图说明
图1是本发明域名解析服务系统组成示意图；
图2是现有技术域名正常解析的流程示意图；
图3是现有技术域名授权服务器故障或无响应时域名解析流程示意图；
图4是实施例方法域名授权服务器故障或无响应时域名解析流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进一步描述：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例涉及的带智能缓存的域名解析服务系统，包括：域名解析模块1、智能缓存模块2、智能缓存更新模块3、域名解析错误判断模块4和域名解析错误处理模块5，其中：域名解析模块1与智能缓存更新模块3相连传输域名迭代查询结果，域名解析模块1与域名解析错误判断模块4相连传输域名解析结果数据包，域名解析错误判断模块4与域名解析错误处理模块5相连传输域名解析结果数据包，智能缓存更新模块3与智能缓存模块2相连传输智能缓存内容的查询和修改数据，域名解析错误处理模块5与智能缓存模块2相连传输智能缓存内容的查询数据。
所述的域名解析模块1接收来自客户端的域名解析请求，进行域名迭代查询，并产生域名解析结果数据包。
所述的智能缓存模块2保存受到保护的域名的查询名称、查询类型、回答内容，在域名解析服务器迭代查询过程接收到域名授权服务器回应数据包时执行智能缓存的更新，在域名解析服务器向用户发送解析结果时的域名解析错误处理步骤中执行智能缓存的查询。
所述的智能缓存更新模块3判断迭代查询结果是否为没有错误并且包含有效的回答内容，当没有错误且包含有效的回答内容时，则在智能缓存中查找迭代查询结果请求问题中的查询名称和查询类型，当智能缓存中包含所查找的查询名称和查询类型，则用迭代查询结果中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答。
所述的域名解析错误判断模块4判断域名解析模块1输出的域名解析结果数据包中是否为服务器失败信息，当是服务器失败消息时，则将所述域名解析结果数据包输出至所述的域名解析错误处理模块5，否则将所述域名解析结果数据包发送至客户端；
所述的域名解析错误处理模块5查询智能缓存中是否包含用户请求的查询名称和查询类型，当包含时，则用智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答重组域名解析结果数据包并发送给客户端。
本实施例系统启动时，从文件系统中读入智能缓存文件并初始化智能缓存；本实施例系统关闭时，将智能缓存结果写入文件系统保存以便在本实施例系统下一次启动时智能缓存中保存的内容不丢失。
本实施例涉及的带智能缓存的域名解析服务方法，包括以下步骤：
第一步，系统接收客户端的域名解析请求，对查询名称进行判断，当查询名称属于本地授权区域的域名时，则向客户端返回授权回答；否则，从本地DNS缓存中查找客户端请求的域名和查询类型是否存在，当存在时则使用本地DNS缓存的结果返回给客户端；否则，进行迭代查询和智能缓存的更新。
所述的迭代查询，具体是：服务器从根域名服务器开始，发送用户请求域名的迭代查询请求，当得到提名回答时，则继续向下一级域名服务器请求，直到得到包含有效答案的肯定回答或否定回答。
所述的智能缓存的更新，包括步骤为：
1.1)提取迭代查询中获得的授权服务器响应数据包中的包头内容、请求问题内容和回答内容；
1.2)当包头内容为没有错误，且回答内容有效时，则执行1.3)；否则结束智能缓存的更新；
1.3)提取请求问题内容中的查询名称和查询类型，并在智能缓存中查找该查询名称和查询类型；
1.4)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型，用授权服务器响应数据包中的回答内容替代智能缓存中该查询名称和查询类型对应的回答内容；否则，不对智能缓存作修改。
第二步，域名解析模块对请求解析的域名进行解析，得到域名解析结果数据包，提取域名解析结果数据包包头内容中的响应代码，当响应代码是服务器失败时，执行第三步；否则，将得到的域名解析结果数据包发送给客户端。
第三步，对服务器失败的域名解析结果数据包进行域名解析错误处理，得到处理后的域名解析结果数据包，并将处理后的域名解析结果数据包发送给客户端。
所述的域名解析错误处理，具体是：
3.1)提取域名解析结果数据包中的请求问题内容中的查询名称和查询类型；
3.2)在智能缓存中查找3.1)得到的查询名称和查询类型；
3.3)当智能缓存中存在所查找的查询名称和查询类型时，将智能缓存中该查询名称和查询类型对应的查询结果替代所述域名解析结果数据包中该查询名称和查询类型对应的回答，并将域名解析结果数据包包头内容中的响应代码修改为没有错误；否则，不对域名解析结果数据包进行修改；
此时的域名解析结果数据包就是处理后的域名解析结果数据包。
为了防止在返回解析结果前客户端程序DNS解析超时，本实施例将DNS服务器迭代查询超时时间和向用户发送响应的超时时间都设置为5秒。
当对“www.sjtu.edu.cn”进行域名解析时，正常情况下采用现有技术对其进行解析的流程示意图如图2所示，当域名授权服务器出现故障(或无响应)时，采用现有技术对其解析的流程示意图如图3所示，采用本实例方法对其解析的流程示意图如图4所示，由此可知：当域名授权服务器出现故障(或无响应)时，采用现有技术客户端接收到错误的解析结果后无法找到请求域名对应的网络服务器地址，而采用本实施例方法DNS服务器查询智能缓存(如图4中步骤9)，当智能缓存中存储有用户请求的域名之前正确解析的结果时，DNS服务器即用智能缓存中的数据替换服务器失败的错误解析结果，发送给客户端(如图4中步骤10)，用户在授权域名服务器故障时，依然可以得到有效的域名解析结果，并访问该域名对应的网络服务器。
本实施例系统及其方法在授权服务器故障或无响应时，仍然可以为客户端提供包含域名有效解析结果的回应，解决了域名授权服务器故障影响用户访问网络服务的问题，提高域名解析服务的可靠性；并且本实施只需在服务器端实现带智能缓存的域名解析方法，无须对客户端程序和配置进行任何修改，部署简便。