Nacos寻址模式---DNS Filter
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一、DNS工作原理
1. 域名空间
DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为IP地址的工作。你可以把它想象成一本巨大的电话本。
举例来说，如果你要访问域名math.stackexchange.com，首先要通过DNS查出它的IP地址是151.101.129.69。
域名系统作为一个层次结构和分布式数据库，包含各种类型的数据，包括主机名和域名。DNS数据库中的名称形成一个分层树状结构称为域命名空间。
- 根域：DNS域名使用中规定由尾部句点'.'来指定名称位于根或者更高层次的域层次结构。
- *域：用来指示某个国家、地区或者组织。采用三个字符，如com -> 商业公司，edu -> 教育机构，net -> 网络公司，gov -> 非军事*机构等等。
- 二级域：个人或者组织在Internet使用的注册名称。采用两个字符，如：cn -> 代表中国，jp -> 日本，uk -> 英国，hk -> 香港等等。
- 主机：主机名处于域名空间结构中的最底层，主机名和域名结合构成全域名（Fully Qualified Domain Name，FQDN），主机名是FQDN最左端的部分。
2. 工作流程
DNS是应用层协议，事实上他是为其他应用层协议工作的，包括不限于HTTP和SMTP以及FTP，用于将用户提供的主机名解析为IP地址。
具体过程如下：
- ①用户主机上运行着DNS的客户端，就是我们的PC机或者手机客户端运行着DNS客户端了。
- ②浏览器将接收到的url中抽取出域名字段，就是访问的主机名，比如http://www.baidu.com/，并将这个主机名传送给DNS应用的客户端。
- ③DNS客户机端向DNS服务器端发送一份查询报文，报文中包含着要访问的主机名字段（中间包括一些列缓存查询以及分布式DNS集群的工作）。
- ④该DNS客户机最终会收到一份回答报文，其中包含有该主机名对应的IP地址。
- ⑤一旦该浏览器收到来自DNS的IP地址，就可以向该IP地址定位的HTTP服务器发起TCP连接。
DNS查询过程：
- 在浏览器中输入www . qq .com 域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。
- 如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。
- 如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/ip参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。
- 如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。
- 如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该*域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(http://qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找http://qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www . qq .com主机。
- 如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。
从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。
二、基于DNS的服务发现
基于DNS做服务发现，首先注册中心的数据应该可以以DNS的数据格式暴露出来，让任何系统的DNS 客户端都可以通过DNS协议获取服务列表。
基于DNS的服务发现方式，大致可以归结两类：
1. 独立的DNS服务器
DNS服务器从注册中心获取所有已注册的服务及对应的IP端口列表。调用方Service A 通过DNS查询某个服务下的IP列表，然后发起调用。
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优点
- 集中的DNS服务器，便于升级维护
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缺点
- 对DNS服务器性能要求高
- 这种情况下一般需要LVS设备为DNS服务器集群做请求转发，存在单点问题（系统中一点失效，就会让整个系统无法运作的部件，换句话说，单点故障即会整体故障。）
2. DNS Filter模式
将DNS服务器集成到服务调用方的机器或容器中，保证ServiceA的DNS查询被拦截到本机的DNS服务器上，获取服务的IP列表后发起调用。这种模式能解决DNS服务器模式的单点问题，但其维护升级的成本较高。
3. DNS-F 客户端
采用第二种DNS Filter的服务发现模式，单独开发了DNS-F客户端，DNS-F客户端跟应用部署在同一个主机或容器内。
基于DNS Filter的服务发现模式
- 应用ServiceA通过DNS查询获取ServiceB的可用IP列表；
- DNS-F会拦截到ServiceA的查询请求，判断自己是否有该查询的答案，如果有（服务已在VIPServer中注册）则直接返回IP列表；
- 如果查询的服务在VIPServer中没有注册，DNS-F把DNS查询转发给系统的nameserver，由真正的DNS系统解析；
VIP（虚拟IP）
一个未分配给主机的IP，使用vip技术对外提供服务的主机除了有一个真实IP外还有一个虚IP，使用这两个IP中的 任意一个都可以连接到这台主机，当服务器发生故障无法对外提供服务时，动态将这个IP切换到备用主机，以实现服务的高可用性。
原理：
主要依靠TCP/IP的ARP协议。IP地址只是一个逻辑地址，在以太网中MAC地址才是真正用来进行数据传输的物理地址，每一台主机中都有一个ARP的高速缓存，存储同一网络内的IP地址与MAC地址的关系，以太网主机发送数据时会先从这个缓存中查询IP对应的MAC地址，再向这个MAC地址发送数据。
示例：
以下是电脑上的ARP缓存
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217、218对应真实的两台电脑
219为虚IP，219与217的MAC地址相同
当217宕机之后的ARP缓存
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当218发现217宕机之后会向网络发送一个ARP数据包，告诉所有主机219这个IP对应的MAC地址是00:21:5A:DB:7F:C2
原文：