基于DDNS技术的校园网多出口优化

【摘要】本文分析了在多出口校园网环境下，校园网内部用户访问校外网站的存在问题，并且通过使用DDNS技术，设计出一套廉价、安全、稳定的校园网出口选择优化方案，进而实现校园网多出口的负载均衡和优化。DDNS技术本身比较开放灵活，整套方案能够在当前的硬件和设备基础上显著提高用户体验，并且极易部署和运行，拥有较高的容错性和可扩展性。

【关键词】DDNS；DNS；负载均衡；网络优化；校园网

1.校园网的现状

随着信息化建设进程的推进，互联网早已成为人们日常生活中基本通信平台之一。在学校，校园网是学生和老师们进入互联网的最主要途径，国内的高校经过多年持续的发展，已经拥有雄厚的基础设施和应用支持能力。

但随着时间的推移，校园师生对于网络的需求逐渐增长，大部分校园网目前并不能满足校园里庞大的网络需求，网络瓶颈和拥塞问题备受学生和老师的关注。为了一定程度地解决此问题，大部分高校都并且开辟了多个校园网出口，但难以有效地利用多个出口，网络拥塞问题依然严重。

2.基于动态域名系统的优化方案

2.1 技术背景

(1)动态域名系统：域名系统(DNS)将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，DNS通过一个参数告诉用户该记录的有效时间。随着时间的发展，对DNS实时更新的需求越来越明显，动态域名系统（DDNS或动态DNS）提供方便的功能能够及时地更新域名的DNS信息。

(2)数字分发技术：有时候也称为内容分发网络(CDN)，能够利用全局负载均衡技术将用户的访问指向离用户最近的工作正常的服务器上。数字分发技术被广泛地使用在大多数热门网站上。

2.2 数学理论基础

而在互联网中，流量较高的网站通常均使用数字分发技术。因此，这些网站在多个出口中均会被解析为不同的IP。每个IP在对应的出口都拥有较高的响应速度和吞吐量。

笔者假设网络带宽能够满足用户的普通HTTP流量需求，并设定以如表1所示变量。

笔者使用X代表被优化的网站占用整个网站数量的比例。Y代表用户访问这些网站时，网页打开时间占原有时间的比例。使用Z代表整个被优化流量占用总流量的比例。

笔者假设原始分配具有随机性，则认定网络中有1/K的流量原本就使用最佳出口。

对于网关而言有被优化流量占用总流量的比例如下：

网络拥塞时时有丢包情况的出现，因此网关的吞吐量会微有提升。但由于网关的特殊性，很难计算出网关吞吐量的提升的实际效果。

然而，在网络拥塞的情况下，该方案优化的实际效果会低于理论效果，具体表现形式可能是网页打开速度提升较低，或者有较少的网站得到速度提升，这取决于网关的QoS策略。

根据以上五个步骤，我们首先统计每个域名在各个出口的访问信息，并且根据探测结果(包括解析地址和访问速度)进行分析，最终选择最佳的出口方案导入校内的DDNS服务器，由于DDNS服务器的实时性，该更改能够迅速地在实际网络中生效，保证校园网内部用户使用校内DNS服务器时取得的IP能够选择最佳的出口。

3.结束语

由于校园网网关关系到师生能否正常使用网络，因此校园网的稳定至关重要，笔者的系统在不更改目前校园网设备硬件和逻辑架构的情况下，仅仅通过DDNS技术对DNS服务器的修改来达到优化网络的目的。在整个系统的部署、更新过程中也可以实现不中断网络服务。配合一系列优化措施，能够更加有效地提升系统的优化能力。

通过DDNS技术对校园网的出口进行优化，虽然不能在根本上解决校园网拥塞问题，却能够在当前的硬件和设备基础上显著提高用户体验。系统本身结构简单，容易部署和运行，拥有较高的容错性和可扩展性。

参考文献

[1]杜飞.分布式并行多出口路由器的QoS研究与实现[D].成都:电子科技大学,2006.

[2]柏强.高校校园网多出口方案的分析[J].科技信信息,2010(11):13-14.

[3]陈建.多出口校园网路由设计与优化分析设计[J].武汉科技学院学报,2006,19(5):27-29.

[4]葛昕,岳敏楠.校园双出口DNS负载均衡的应用研究[J].计算机系统应用,2008(9):105-107.

[5]Wikipedia.Dynamic DNS.en.省略/wiki/Dynamic_DNS.

作者简介：杨垣（1987—），男，江苏淮安人，现就读于北京理工大学，研究方向：计算机网络。