摘? 要：互聯(lián)網(wǎng)以席卷之勢影響著生活的方方面面，傳統(tǒng)電視行業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)的沖擊下也開始重新洗牌，機(jī)頂盒形式的智能電視已經(jīng)占據(jù)市場較大份額，相關(guān)軟件和運(yùn)用設(shè)備也正逐步完善中。受限于平臺的技術(shù)以及災(zāi)難事故處理機(jī)制的不成熟，已存在的省DNS平臺無法智能檢測平臺自身的情況且需要手動切換。為了解決已有系統(tǒng)平臺存在的種種問題，開發(fā)了基于DNS智能解析組件實現(xiàn)災(zāi)備平臺自動切換的軟件項目。

關(guān)鍵詞：DNS;平臺;視頻;魔百盒

中圖分類號：TP368? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2021）23-0073-04

Automatic Switching of Disaster Backup Platform Based on DNS Intelligent Resolution Component

YU Wenxiao

（Hunan Branch of China Mobile， Changsha? 410000， China）

Abstract： The Internet is sweeping all aspects of life. Under the impact of the Internet， the traditional TV industry also began to reshuffle. The smart TV in the form of set-top box has occupied a large market share， and the relevant software and application equipment are gradually improving. Limited by the immature of the platform technology and the disaster accident handling mechanism， the existing provincial DNS platform cannot intelligently detect the situation of the platform itself and need to be switched manually. In order to solve the problems existing in the existing system platform， we have developed a software project to realize the automatic switching of disaster backup platform based on DNS intelligent resolution component.

Keywords： DNS; platform; video; Magic box

0? 引? 言

原有的省DNS平臺已經(jīng)具備對IP進(jìn)行解析以及對來自用戶的業(yè)務(wù)請求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理的能力，只是在系統(tǒng)的健壯性以及故障檢測和處理方面做得不夠完善，極其容易收到干擾，并且當(dāng)問題發(fā)生時無法有效解決。針對現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題，項目組在開源DNS解析軟件BIND的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，增加了智能監(jiān)控模塊，使用相關(guān)軟件技術(shù)對整個系統(tǒng)的解析能力進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)對IPTV平臺西片區(qū)機(jī)房和湘潭機(jī)房平臺主機(jī)和應(yīng)用的監(jiān)測，當(dāng)檢測到相關(guān)功能異常時，能夠及時做出反應(yīng)，構(gòu)建整體DNS智能解析能力，實現(xiàn)IPTV災(zāi)備平臺的自動切換。

經(jīng)過完善的系統(tǒng)平臺主要功能包括兩個，一個是原有的也是最基本的DNS域名解析功能。盒端配置域名后，發(fā)起請求，DNS解析負(fù)責(zé)接收來自用戶端的針對系統(tǒng)平臺的訪問請求并解析相關(guān)的IP地址，省DNS隨后向大視頻主F5節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)域名解析請求，主備F5轉(zhuǎn)發(fā)域名解析請求到大視頻主備DNS服務(wù)器進(jìn)行域名解析，大視頻主備DNS解析域名后，將域名解析成主業(yè)務(wù)系統(tǒng)IP，到主業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)業(yè)務(wù)請求。另一個功能是針對省DNS平臺的智能監(jiān)控以及災(zāi)備平臺的自動切換。完善的項目使用軟件進(jìn)行相關(guān)功能的智能監(jiān)控，采取按時間頻率進(jìn)行自動檢測的方式，測試系統(tǒng)主業(yè)務(wù)平臺是否聯(lián)通，是否能夠承擔(dān)完整的業(yè)務(wù)請求，當(dāng)檢測到主業(yè)務(wù)平臺故障時，自動切換災(zāi)備業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)，將來自用戶的業(yè)務(wù)請求在大視頻主備DNS解析后轉(zhuǎn)發(fā)到備用系統(tǒng)進(jìn)行處理，既做到故障及時發(fā)現(xiàn)，又做到問題及時解決，大幅度提高系統(tǒng)健壯性以及公司集團(tuán)業(yè)務(wù)水平。具體的業(yè)務(wù)處理流程圖如圖1所示。

1? 項目開發(fā)相關(guān)技術(shù)原理

1.1? DNS域名解析

每個用戶都可以在盒端通過互聯(lián)網(wǎng)連接到業(yè)務(wù)請求服務(wù)相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心的省DNS平臺先進(jìn)行DNS智能解析組件的部署，相關(guān)的IP地址與域名的對應(yīng)關(guān)系已經(jīng)提前寫入到相關(guān)的組件中，所以部署完成后在相應(yīng)的DNS地址簿會保存有對應(yīng)的服務(wù)器IP地址與相關(guān)的域名對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)用戶通過盒子向省DNS平臺發(fā)送對應(yīng)的服務(wù)請求時，DNS將解析所請求的域名，先檢查一下自己的緩存中有沒有這個地址，有的話就直接返回。這個時候拿到的ip地址，會被標(biāo)記為非權(quán)威服務(wù)器的應(yīng)答，如果緩存中沒有的話，DNS平臺會從配置文件里面讀取根域名服務(wù)器的地址（這些地址是不變的，直接在BIND的配置文件中），如果查詢成功再將相關(guān)的請求轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的IP地址，

1.2? 主機(jī)和業(yè)務(wù)監(jiān)控

省側(cè)DNS轉(zhuǎn)發(fā)的DNS解析請求由BIND承接解析，智能監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控多組業(yè)務(wù)主機(jī)、端口，通過ping、telnet等多種形式探測主機(jī)和業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)。技術(shù)人員設(shè)置相關(guān)的監(jiān)控參數(shù)后，系統(tǒng)內(nèi)部時間將根據(jù)所設(shè)定的時間以及指定的檢測方式對系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)進(jìn)行檢測，比如設(shè)定時間為一分鐘，那系統(tǒng)將在每分鐘的周期內(nèi)對內(nèi)部業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行連通性、邏輯性、功能性進(jìn)行檢測，如果檢測發(fā)現(xiàn)一場，則暫時將該主機(jī)業(yè)務(wù)終止，切換到其他的可用的災(zāi)備平臺。

目前該DNS智能解析組件已投入實際生產(chǎn)中，其承接的IPTV災(zāi)備平臺業(yè)務(wù)目前已上線，性能和可靠性已通過壓力測試和現(xiàn)網(wǎng)驗證，后續(xù)將在OTT災(zāi)備平臺繼續(xù)使用該組件，同時省公司其余采用域名切換的平臺也可采用該組件。

2? 項目具體開發(fā)實現(xiàn)

2.1? 自動宕機(jī)檢測

自動宕機(jī)檢測是指定期對域名解析的服務(wù)器進(jìn)行檢測，如發(fā)現(xiàn)某個服務(wù)器無法訪問，則不再將域名解析到該服務(wù)器，實現(xiàn)故障的自動遷移，并通知管理員，故障服務(wù)器修復(fù)后，則解析也自動恢復(fù)，如圖2所示。在實現(xiàn)過程中需要根據(jù)技術(shù)人員事先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的檢測，首先讀取DNS平臺所固有的信息，并將這些信息以固定格式作為參數(shù)傳入檢測的外露接口，監(jiān)控檢測接口的內(nèi)部其實是一個python所編碼的監(jiān)控檢測方法，接收到參數(shù)后對相關(guān)信息進(jìn)行讀取，包括域名、活躍IP、備用IP、IP地址是否可用、字典信息等，獲得這些固定的DNS平臺信息之后，需要對相關(guān)的IP地址進(jìn)行檢測是否可用，具體的檢測過程需要調(diào)用事先指定的方法，比如最常用的ping方法，ping是網(wǎng)絡(luò)包探索器（Packet Internet Groper），用于探測網(wǎng)絡(luò)的程序，工作在TCP/IP的應(yīng)用層，向特定的遠(yuǎn)端或自己發(fā)送ICMP Echo請求報文，測試報文是否可達(dá)，以此來檢測對應(yīng)的IP端口是否可以互相聯(lián)通。將ping方法包裝后測試對應(yīng)的節(jié)點是否可以聯(lián)通，并返回響應(yīng)值和未響應(yīng)值。如果返回的非響應(yīng)值為2，則說明檢測的兩個節(jié)點均不聯(lián)通，則不將接收到的服務(wù)請求轉(zhuǎn)到未聯(lián)通的節(jié)點進(jìn)行處理，將節(jié)點的狀態(tài)更新到數(shù)據(jù)庫中并啟用災(zāi)備平臺，同時更新各節(jié)點的使用狀態(tài);如果災(zāi)備平臺的IP不可用且現(xiàn)有的DNS平臺節(jié)點全部可用，那說明可以將接收到的服務(wù)請求信號轉(zhuǎn)送到活躍可用的DNS平臺節(jié)點進(jìn)行處理。

2.2? 設(shè)置檢測的頻率和類型

可根據(jù)具體業(yè)務(wù)的需要，選擇需檢測類型、檢測端口、檢測頻率、指定頁面進(jìn)行檢測。檢測功能參數(shù)的選擇需要技術(shù)人員首先在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置好相應(yīng)的可選項，以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連通性檢測為例，可以使用不同的檢測方式或者檢測命令直接在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行檢測，比如ipconfig命令，ipconfig實用程序可用于顯示當(dāng)前的TCP/IP配置的設(shè)置值，這些信息一般用來檢驗人工配置的TCP/IP設(shè)置是否正確，如果計算機(jī)和所在的局域網(wǎng)使用了動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP），這個程序所顯示的信息也許更加實用。這時，ipconfig可以讓我們了解到需要測試的服務(wù)器節(jié)點是否成功地獲得一個IP地址，如果已獲得則可以了解它目前分配到的是什么地址。了解計算機(jī)當(dāng)前的IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)實際上是進(jìn)行測試和故障分析的必要項目。如果使用ipconfig時就不能選擇其他的可選參數(shù)，這是由程序本身決定的，它為每個已經(jīng)配置了的接口顯示IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)值。當(dāng)使用all選項時（輸入“ipconfig/all”），ipconfig能為DNS和WINS服務(wù)器顯示它已配置且所要使用的附加信息（如IP地址等），并且顯示內(nèi)置于本地網(wǎng)卡中的物理地址（MAC地址）。如果IP地址是從DHCP服務(wù)器獲得的，ipconfig將顯示DHCP服務(wù)器的IP地址和獲得地址預(yù)計失效的日期。

另外一個常用的是ping命令。Ping是在網(wǎng)絡(luò)簡單診斷中使用頻率極高的實用程序。可以設(shè)置參數(shù)，包括重復(fù)最大限制時間，如果在規(guī)定時間內(nèi)未接收到對應(yīng)的回復(fù)信息，則默認(rèn)節(jié)點不連通，當(dāng)節(jié)點信息報文傳輸失敗，還可以設(shè)置重視的次數(shù)以及是否忽略其中的查找錯誤，進(jìn)一步確定節(jié)點服務(wù)器的狀態(tài)。最后可以根據(jù)返回的信息，推斷TCP/IP參數(shù)是否設(shè)置得正確以及運(yùn)行是否正常。

2.3? 平臺自動切換以及實時消息通知

DNS智能解析地址切換后，通過短信接口實時通知相關(guān)責(zé)任人，及時恢復(fù)主平臺相關(guān)業(yè)務(wù);在系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控時，若監(jiān)控到了服務(wù)器節(jié)點不可用，則啟用備用的服務(wù)器對接收到的請求進(jìn)行處理并更新數(shù)據(jù)庫中的服務(wù)器狀態(tài)信息。這個過程涉及平臺的自動切換，主要的實現(xiàn)手段就是利用數(shù)據(jù)庫記錄服務(wù)器節(jié)點的信息。在初始階段，原有固定節(jié)點服務(wù)器的狀態(tài)以及使用信息等屬性都被記錄在對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，包括正在正常使用的節(jié)點服務(wù)器和災(zāi)備服務(wù)器節(jié)點;監(jiān)控到故障發(fā)生之后，查看返回信息，并將節(jié)點以及節(jié)點的狀態(tài)信息等屬性以節(jié)點名作為主鍵的數(shù)據(jù)格式存到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點屬性信息被更新，同時備用節(jié)點服務(wù)器的相關(guān)狀態(tài)信息和使用信息等屬性也以同樣的方式存入到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫根據(jù)監(jiān)控結(jié)果實時進(jìn)行更新，并直接用于用戶請求信息的處理。當(dāng)接收到來自用戶的服務(wù)請求信息，系統(tǒng)首先從數(shù)據(jù)庫中讀取各服務(wù)器節(jié)點的屬性信息，只有狀態(tài)活躍且未被使用的節(jié)點服務(wù)器才能用來處理接收到的服務(wù)請求。當(dāng)故障節(jié)點服務(wù)器信息被監(jiān)控模塊監(jiān)控后更改，則不會再參與到處理服務(wù)請求的任務(wù)中，同時備用節(jié)點的屬性也被更改，則在接受到來自用戶的服務(wù)請求之后可以正常工作，整個平臺切換過程通過對節(jié)點服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控、屬性信息更改這兩個過程，以數(shù)據(jù)庫作為控制器，來實現(xiàn)災(zāi)備平臺的自動切換。

實時消息通知同樣可以以數(shù)據(jù)庫作為控制器，借助數(shù)據(jù)庫中的固有組件來實現(xiàn)。首先需要在數(shù)據(jù)庫中啟用相應(yīng)的事件監(jiān)聽機(jī)制，當(dāng)節(jié)點服務(wù)器狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)被更改時，則觸發(fā)了相應(yīng)的事件監(jiān)聽，將被更改的節(jié)點信息以及更改后的節(jié)點信息一同以事件的信息格式發(fā)送給到前端顯示窗口或者以服務(wù)器發(fā)送短信的方式發(fā)送到固定的移動設(shè)備，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)實時消息通知。

3? 系統(tǒng)性能以及優(yōu)勢

3.1? 系統(tǒng)高處理能力

使用行業(yè)內(nèi)常用的服務(wù)器性能檢測工具queryperf對IPTV單臺DNS服務(wù)進(jìn)行域名hniptv.itv.cmvideo.cn解析壓力測試，結(jié)果為單臺DNS處理能力值約為19 250 TPS，這只是單臺DNS的處理能力，等到DNS上線后同時有4臺服務(wù)器提供服，理論上合計能提供7 700 TPS的域名解析能力。根據(jù)測試能滿足規(guī)劃的6百萬萬用戶登錄（5 000 RPS）和鑒權(quán)（1 667 RPS）性能要求指標(biāo)。

3.2? 系統(tǒng)健壯性

該項目上線后，災(zāi)備平臺切換的時長由十分鐘級別提升至三秒鐘，除部分切換時間登錄用戶短時間無法登錄外，其余用戶均可正常使用，保證了魔百和業(yè)務(wù)的連續(xù)性，滿足集團(tuán)公司、廣電的IPTV管控要求;

3.3? 投資節(jié)省

如該項目未采用自主實現(xiàn)，在后續(xù)的擴(kuò)容優(yōu)化項目中需提交需求給相關(guān)廠商，且IPTV、OTT均需實現(xiàn)該部分功能，根據(jù)與廠商的溝通，工作量在每日一千人，按照每日每人一千元的單價計算，節(jié)省投資預(yù)計一百萬左右。

4? 結(jié)? 論

原有的DNS平臺需要進(jìn)一步完善其中的業(yè)務(wù)邏輯，作為服務(wù)業(yè)公司集團(tuán)，需要的不僅僅是向用戶提供服務(wù)，更重要的是提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并且能夠及時解決發(fā)生的問題，給用戶最好的視頻觀看體驗。整個DNS智能解析組件結(jié)構(gòu)清晰，可拓展性強(qiáng)，能夠適用相同類型的多種不同場景，真正能夠做到以小的成本解決大的問題。通過開發(fā)DNS智能解析組件，使得原DNS平臺能夠在發(fā)揮作用的同時避免事故的發(fā)生，并且為這一類問題的解決提供了思路和現(xiàn)成的方法，讓用戶和公司集團(tuán)實現(xiàn)雙贏。

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作者簡介：于文曉（1980—），男，漢族，山東威海人，工程師，碩士，研究方向：高清視頻可靠傳輸。