[發(fā)明專利]一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的自適應(yīng)DNS區(qū)文件傳輸方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310195638.0
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103259865A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧光青;王勝開;孔寧;沈爍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L1/00;H04L29/12
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種DNS區(qū)文件傳輸方法，特別涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的自適應(yīng)DNS區(qū)文件傳輸方法和系統(tǒng)，屬于DNS系統(tǒng)傳輸領(lǐng)域。

背景技術(shù)

DNS系統(tǒng)是最重要的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之一，它由權(quán)威服務(wù)器、遞歸服務(wù)器以及客戶端組成，權(quán)威服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲區(qū)文件，供遞歸服務(wù)器和客戶端查詢，是DNS信息的源頭。遞歸服務(wù)器負(fù)責(zé)接收客戶端（解析器）發(fā)送的請求，然后通過向各級權(quán)威服務(wù)器發(fā)出查詢請求，以獲得用戶需要的查詢結(jié)果，最后返回給客戶端的解析器。客戶端可以直接向權(quán)威服務(wù)器請求資源記錄，但一般通過遞歸服務(wù)器來查詢各類資源記錄，以提高響應(yīng)速度。為提高服務(wù)的可擴(kuò)展性與可靠性，一個區(qū)一般會部署多個權(quán)威服務(wù)器，這就涉及到多個權(quán)威服務(wù)器之間的區(qū)文件同步和更新問題。在眾多的權(quán)威服務(wù)器中，有一個為主服務(wù)器，其余為從服務(wù)器，主權(quán)威服務(wù)器根據(jù)用戶在注冊域名時提交的信息來生成區(qū)文件，并周期性地將新生成的區(qū)文件發(fā)送給從權(quán)威服務(wù)器。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為保證區(qū)文件傳輸?shù)目煽啃裕瑥姆?wù)器首先與主服務(wù)器建立TCP連接，然后從主服務(wù)器處下載最新的區(qū)文件。對于像“.cn”、“.中國”這樣的頂級域來說，來自國外的查詢次數(shù)已超過國內(nèi)的查詢次數(shù)，為提高國外用戶的查詢體驗(yàn)（即減小查詢時延），一般會在國外部署從服務(wù)器，以使從服務(wù)器更加靠近用戶（包括解析服務(wù)器和客戶端），從而減小用戶查詢時延。這就涉及到主服務(wù)器與國外從服務(wù)器之間的區(qū)文件同步問題。

然而，國際鏈路的狀況一般較差，主要體現(xiàn)在鏈路的時延長、丟包率高、網(wǎng)絡(luò)擾動大等。這使得主服務(wù)器與國外從服務(wù)器之間的TCP連接不太穩(wěn)定，區(qū)文件許多時候存在反復(fù)重傳的現(xiàn)象。

具體來說，現(xiàn)有的區(qū)文件同步機(jī)制存在以下主要缺點(diǎn)：

（1）由于主服務(wù)器與國外從服務(wù)器之間的鏈路狀況很差，因此導(dǎo)致TCP傳輸?shù)闹貍髀屎芨撸窗l(fā)送端（主服務(wù)器）需反復(fù)向接收端（從服務(wù)器）發(fā)送同一個數(shù)據(jù)片段，導(dǎo)致鏈路利用率很低；

（2）一旦某次TCP傳輸失敗，則在進(jìn)行下一次TCP傳輸時，接收端在上次TCP傳輸中已收到的數(shù)據(jù)將被丟棄，發(fā)送端需重新發(fā)送區(qū)文件；

（3）由于鏈路狀況以及TCP傳輸機(jī)制的特點(diǎn)，導(dǎo)致區(qū)文件傳輸?shù)臅r間很長，影響了從服務(wù)器區(qū)文件的及時傳輸，給DNS系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)目的在于：

（1）減小DNS區(qū)文件傳輸?shù)牧６龋乐筎CP傳輸失敗時大段數(shù)據(jù)被丟棄；

（2）基于網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理，設(shè)計(jì)高容錯性的DNS區(qū)文件傳輸機(jī)制，避免因鏈路狀況差而導(dǎo)致的區(qū)文件重傳；

（3）提高DNS區(qū)文件一次傳輸成功率，減少區(qū)文件傳輸時延。

基于上述目的，本發(fā)明提出基于網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理對DNS區(qū)文件進(jìn)行編碼，并根據(jù)DNS主服務(wù)器與從服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，自適應(yīng)地調(diào)整編碼系數(shù)，以便盡可能提高DNS區(qū)文件傳輸成功率，減小區(qū)文件傳輸時延。

本發(fā)明需在現(xiàn)有DNS主服務(wù)器上增加四個模塊：鏈路狀況監(jiān)測模塊、區(qū)文件切分模塊、編碼系數(shù)生成模塊、區(qū)文件重編碼模塊；在DNS從服務(wù)器上增加一個模塊：區(qū)文件譯碼模塊。

本發(fā)明的核心思想是：利用網(wǎng)絡(luò)編碼的特性，通過增加冗余信息來提高區(qū)文件傳輸?shù)囊淮纬晒β剩苊庠趨^(qū)文件傳輸過程中因鏈路狀況不好而導(dǎo)致反復(fù)重傳。

本發(fā)明的主要步驟包括：

1）在DNS主服務(wù)器上將原始DNS區(qū)文件切分成多個文件子數(shù)據(jù)塊，對主從服務(wù)器之間的鏈路狀況進(jìn)行實(shí)時檢測得到檢測指標(biāo)數(shù)據(jù)；

2）在有限域中對所述文件子數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，選擇編碼系數(shù)構(gòu)造生成M×N編碼系數(shù)矩陣；

3）根據(jù)所述檢測指標(biāo)數(shù)據(jù)對所述編碼系數(shù)矩陣隨機(jī)抽取P行，得到P×N矩陣，N≤P≤M；

4）編碼后的P個數(shù)據(jù)塊附加編碼系數(shù)并傳輸給DNS從服務(wù)器；所述從服務(wù)器接收到N個不同數(shù)據(jù)塊后，對所接收到的子數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼得到原始DNS區(qū)文件。

更進(jìn)一步，所述檢測的指標(biāo)數(shù)據(jù)包括但不限于丟包率、往返時延。

更進(jìn)一步，構(gòu)造的M×N編碼系數(shù)矩陣的構(gòu)造方法包括但不限于如下方法：