Question

域名解析缓存的必要性

在部署服务器时，很多应用程序需要调用域名解析服务，一般通过配置/etc/resolv.conf 来指定 DNS 服务器的 IP。但如果程序发起的请求量较大，那么服务器就容易被这些 DNS 服务器禁止访问；同时每次都去访问外部 DNS 服务器，会导致延时增大，遇到网络问题时，还会发生解析不成功的情况。在这种情况下，需要配置一个透明的 DNS 解析缓存服务，以达到如下的效果。

- 优化 DNS 响应速度。通过缓存 DNS 的请求结果，后续相同的 DNS 请求不再通过访问任何外部网络服务器来获得结果，减少了网络访问的延时。

- 减少 DNS 对外部网络的依赖。在缓存周期内，相同的 DNS 请求不再发生网络通信行为，可以减少短暂的外部网络不可用导致的影响。

NSCD 安装配置方法

NSCD（Name Service Caching Daemon，名称服务缓存进程）不需要对应用程序或者解析器做任何修改，/etc/resovl.conf 也不需要做任何变化，对于系统部署的影响最小。因此，NSCD 成为 Linux 环境中得到最广泛的使用的域名缓存软件。本实践使用该软件构建域名缓存服务。在 CentOS 6.6 上，安装 NSCD 的方法比较简单，使用如下命令：

yum -y install nscd

NSCD 的配置文件是/etc/nscd.conf，核心的配置代码段如下：

     enable-cache          hosts          yes
     positive-time-to-live     hosts          3600
     negative-time-to-live     hosts          20
     suggested-size          hosts          211
     check-files          hosts          yes
     persistent          hosts          yes
     shared               hosts          yes
     max-db-size          hosts          33554432

其中：

- enable-cache 指定对 DNS 解析进行缓存。

- positive-time-to-live 是指对解析成功的 DNS 结果进行缓存的时间。

- negative-time-to-live 是指对解析失败的 DNS 结果进行缓存的时间。例如网络故障导致的 DNS 解析失败或者请求的 DNS 条目没有配置等。

- suggested-size 是 NSCD 内部的哈希表的大小，如果缓存条目数量远大于默认的 211（如 10 倍以上，则修改此值）。

- check-files 是指是否检查/etc/hosts 文件的变化。

- persistent 是指是否在重启 NSCD 进程时保留已缓存的条目。

- shared 是指是否允许客户端直接查询 NSCD 的内存镜像以获得结果。

- max-db-size 是指 DNS 的缓存大小，以字节为单位。

域名解析缓存验证

在部署了 NSCD 后，可以使用如下命令检查结果：

wget http://www.xufeng.info/index.html

同时结合 tcpdump 抓包，可以发现连续的多次该请求，只是在第一次时产生了网络 DNS 请求，后续的 wget 命令，直接使用了 NSCD 的缓存结果，没有产生网络 DNS 请求。

另外，可以使用如下命令确认 NSCD 的缓存效果：

nscd -g
hosts cache:
             23  cache hits on positive entries #缓存命中的次数
              0  cache hits on negative entries
             13  cache misses on positive entries #缓存未命中的次数
              0  cache misses on negative entries
             63% cache hit rate #缓存命中率
             12  current number of cached values #当前缓存的条目
             13  maximum number of cached values

通过观察发现，cache hits on positive entries 这个字段的值不断增加，由此可以确认域名解析缓存是生效的。

在 Windows 系统中，每次 DNS 请求后，系统会按照响应结果进行缓存，使用如下命令可以看到当前系统中缓存的条目：

ipconfig /displaydns
edu.csdn.net
 ----------------------------------------
 记录名称. . . . . . . : edu.csdn.net 
 记录类型. . . . . . . : 1 #1 为 A 记录，5 为 CNAME 别名等
 生存时间. . . . . . . : 123 #在此时间内，本缓存记录有效
 数据长度. . . . . . . : 4
 部分. . . . . . . . . : 答案
 A (主机) 记录  . . . . : 101.201.171.118 #对应的解析结果

使用如下命令可以清理本机的 DNS 缓存：

ipconfig /flushdns