[发明专利]一种基于网络编码的自适应DNS区文件传输方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种DNS区文件传输方法，特别涉及一种基于网络编码的自适应DNS区文件传输方法和系统，属于DNS系统传输领域。

背景技术

DNS系统是最重要的互联网基础设施之一，它由权威服务器、递归服务器以及客户端组成，权威服务器负责存储区文件，供递归服务器和客户端查询，是DNS信息的源头。递归服务器负责接收客户端（解析器）发送的请求，然后通过向各级权威服务器发出查询请求，以获得用户需要的查询结果，最后返回给客户端的解析器。客户端可以直接向权威服务器请求资源记录，但一般通过递归服务器来查询各类资源记录，以提高响应速度。为提高服务的可扩展性与可靠性，一个区一般会部署多个权威服务器，这就涉及到多个权威服务器之间的区文件同步和更新问题。在众多的权威服务器中，有一个为主服务器，其余为从服务器，主权威服务器根据用户在注册域名时提交的信息来生成区文件，并周期性地将新生成的区文件发送给从权威服务器。

在现有技术中，为保证区文件传输的可靠性，从服务器首先与主服务器建立TCP连接，然后从主服务器处下载最新的区文件。对于像“.cn”、“.中国”这样的顶级域来说，来自国外的查询次数已超过国内的查询次数，为提高国外用户的查询体验（即减小查询时延），一般会在国外部署从服务器，以使从服务器更加靠近用户（包括解析服务器和客户端），从而减小用户查询时延。这就涉及到主服务器与国外从服务器之间的区文件同步问题。

然而，国际链路的状况一般较差，主要体现在链路的时延长、丢包率高、网络扰动大等。这使得主服务器与国外从服务器之间的TCP连接不太稳定，区文件许多时候存在反复重传的现象。

具体来说，现有的区文件同步机制存在以下主要缺点：

（1）由于主服务器与国外从服务器之间的链路状况很差，因此导致TCP传输的重传率很高，即发送端（主服务器）需反复向接收端（从服务器）发送同一个数据片段，导致链路利用率很低；

（2）一旦某次TCP传输失败，则在进行下一次TCP传输时，接收端在上次TCP传输中已收到的数据将被丢弃，发送端需重新发送区文件；

（3）由于链路状况以及TCP传输机制的特点，导致区文件传输的时间很长，影响了从服务器区文件的及时传输，给DNS系统的安全运行带来隐患。

发明内容

本发目的在于：

（1）减小DNS区文件传输的粒度，防止TCP传输失败时大段数据被丢弃；

（2）基于网络编码的基本原理，设计高容错性的DNS区文件传输机制，避免因链路状况差而导致的区文件重传；

（3）提高DNS区文件一次传输成功率，减少区文件传输时延。

基于上述目的，本发明提出基于网络编码的基本原理对DNS区文件进行编码，并根据DNS主服务器与从服务器之间的网络拥塞程度，自适应地调整编码系数，以便尽可能提高DNS区文件传输成功率，减小区文件传输时延。

本发明需在现有DNS主服务器上增加四个模块：链路状况监测模块、区文件切分模块、编码系数生成模块、区文件重编码模块；在DNS从服务器上增加一个模块：区文件译码模块。

本发明的核心思想是：利用网络编码的特性，通过增加冗余信息来提高区文件传输的一次成功率，避免在区文件传输过程中因链路状况不好而导致反复重传。

本发明的主要步骤包括：

1）在DNS主服务器上将原始DNS区文件切分成多个文件子数据块，对主从服务器之间的链路状况进行实时检测得到检测指标数据；

2）在有限域中对所述文件子数据块进行编码，选择编码系数构造生成M×N编码系数矩阵；

3）根据所述检测指标数据对所述编码系数矩阵随机抽取P行，得到P×N矩阵，N≤P≤M；

4）编码后的P个数据块附加编码系数并传输给DNS从服务器；所述从服务器接收到N个不同数据块后，对所接收到的子数据块进行译码得到原始DNS区文件。

更进一步，所述检测的指标数据包括但不限于丢包率、往返时延。

更进一步，构造的M×N编码系数矩阵的构造方法包括但不限于如下方法：