半夜十二點，小王睡得很香。

突然，清脆的手機鈴聲響起，將睡夢中的小王拉回了現(xiàn)實。

“你好，請問是誰？”

“王功，我是監(jiān)控中心的，公司的xxx服務器宕機了，請看一下。”

小王揉了揉眼睛，起身，打開筆記本電腦，開始了一個不眠之夜。

作為運維工程師，上面的橋段經(jīng)常發(fā)生在大家身邊。白天繁重的工作讓人筋疲力盡，而作為夜間值班的工程師，你仍然要面對突發(fā)的網(wǎng)絡或系統(tǒng)故障。生活是黑白的，白天和黑夜。

請問，運維工程中可以用什么來拯救睡眠？

再講一個故事。

我有一個朋友是網(wǎng)絡工程師。姑且稱他為“錢哥”吧。

在和錢哥聊天的時候，我問他們晚上的電話任務是否繁重。他冷漠的回答如下：

“如果我們世界中的某個站點 (PoP) 出現(xiàn)故障，我們完全不必擔心或擔心。工程師應該睡覺和休息?！?/p>

我很疑惑，你要知道它是一家全球CDN服務商，據(jù)說全世界10%的互聯(lián)網(wǎng)流量都跑在他們家的網(wǎng)絡上。

按常識來說，這樣規(guī)模的公司，一個區(qū)域性網(wǎng)站倒閉是一件極其嚴重的事情。但是錢哥的回答讓我很疑惑，徹底顛覆了我的認知。

他們都是工程師，差距這么大，別人晚上睡覺，我們的機房很干！

經(jīng)過一番追問，我終于明白了他們的秘密，原來這一切都是因為他們使用了這項技術。

那我們能不能像錢哥一樣，用科技讓工程師安睡一夜？

科普，什么是技術？

在IP地址的世界里，眾所周知的IP地址類型大致有以下幾種：

IP

單播IP服務器運維，IP地址與主機一一對應。

如下圖，紅色節(jié)點為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點為數(shù)據(jù)包接收方。

當一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個特定的 IP 地址時，全球只有一臺主機接收該數(shù)據(jù)包。這是。

IP

組播IP，組播IP有一個特定的IP地址段。當一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送到這個組播IP地址時，組內的成員可以收到該數(shù)據(jù)包的副本。

如下圖，紅色節(jié)點為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點為數(shù)據(jù)包接收方。

當一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個特定的組播IP地址時，同時有多個數(shù)據(jù)包的接收者。

IP

廣播IP，任何單播網(wǎng)段的最后一個IP地址。發(fā)送到該地址的數(shù)據(jù)包被泛洪到整個廣播域的成員。

如下圖，紅色節(jié)點為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點為數(shù)據(jù)包接收方。

當一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送到一個廣播IP地址時，所有成員都是數(shù)據(jù)包的接收者。

IP是一種特殊類型的IP地址，結合了各種特點

中文叫任播。

從宏觀上看，類似于同一時間有多個相同類型的數(shù)據(jù)流的接收者。

而且從微觀的角度來看，它具有獨特性。每個單獨的 IP 會話都可以找到唯一的源主機和目標主機。

乍看之下似乎矛盾，其實不然。

以DNS請求為例，假設全國人民同時發(fā)送100萬個DNS請求，全部發(fā)送到1.1.1.的DNS服務器地址@>1.

在宏觀層面，所有數(shù)據(jù)包都被傳送到分布在全國各地的 DNS 服務器。分布在各地的DNS服務器分別接收一定數(shù)量的DNS請求并做出響應。這反映了特點。

微觀上，一個特定的DNS請求包必須發(fā)送到某個DNS主機，而不是多個DNS主機同時接收該包。這是一項功能。

如下圖，紅色節(jié)點為數(shù)據(jù)包發(fā)送方，綠色節(jié)點為數(shù)據(jù)包接收方。

在環(huán)境中，一般情況下，同時有多個有效的數(shù)據(jù)包接收者，但對于特定的IP數(shù)據(jù)包，只有一個接收者主機接收到該數(shù)據(jù)包。

胡說八道在哪里？

在企業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境中比較少見，主要用于大規(guī)模DNS部署、CDN數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)中心等。

自然很多做企業(yè)網(wǎng)絡維護的朋友都會有疑問。互聯(lián)網(wǎng)上的多臺主機怎么能使用同一個IP，這不是IP地址沖突嗎？

答案：

首先，每個服務器主機位于不同的地理位置，并且它們不在同一個廣播域中。所以把所有的主機都配置成同一個IP地址不會造成我們日常看到的IP地址沖突。

其次，配置相同的IP地址是不夠的，我們還需要強大的BGP幫助。

使用 BGP，每個站點都通告相同的 IP 地址。

自然會收到不同的目標路徑，但IP地址段相同。那么數(shù)據(jù)包在這個環(huán)境中是如何路由的呢？

別著急，往下看。

為了讓大家有更深入的了解和了解，下面將詳細介紹主要優(yōu)點和用途

：

使用1：負載-負載均衡和系統(tǒng)冗余

不談理論，舉個例子方便理解。

為了說明使用和負載均衡的關系，以及冗余，一個具體的例子如下：

假設我們現(xiàn)在有三個 DNS 服務器站點，分別位于北京、上海和廣州。他們?yōu)槿珖秶?DNS 解析服務提供服務。

按照一般的方案，為了實現(xiàn)三臺DNS服務器的負載均衡，有些人可能會考慮使用硬件負載均衡設備，比如常見的F5負載均衡設備。

但是，如果使用硬件負載均衡，會出現(xiàn)以下問題：

1. 網(wǎng)絡流量瓶頸。所有流量都需要先經(jīng)過負載均衡設備，硬件設備本身的吞吐量決定了整個網(wǎng)絡環(huán)境的吞吐量。

2. 高昂的硬件成本，為了實現(xiàn)全國流量負載均衡，試想一下需要多少吞吐量的硬件設備。硬件吞吐量越高，購買成本越高。

通過技術，無需任何第三方負載均衡器即可輕松實現(xiàn)負載均衡的效果，同時提供冗余和高可靠性。

實現(xiàn)如下：

通過配置三個DNS站點的服務器IP為同一個IP服務器運維，例如1.1.1.1/32。然后，1.1.1.0/24的網(wǎng)段通過各個站點的BGP對外公布。

(注意：為什么要宣布/24而不是/32？因為在其中，為了減小全局路由表的大小，運營商默認只接受小于等于/8的網(wǎng)段，并且大于或等于 /24 宣布訪問 。）

以上步驟完成后，互聯(lián)網(wǎng)路由表將有三個不同的1.1.1.1/24出口路由器，分別是北京、上海和廣州。

這很重要，因為所有用戶都使用 1.1.1.1 作為他們的 DNS 服務器。

對于東北地區(qū)的用戶，哪個DNS服務器會為東北地區(qū)的用戶提供解析？

答案是：就近原則！

讓我們看一下數(shù)據(jù)包如何通過網(wǎng)絡路由的細節(jié)：

當用戶的DNS請求到達運營商的寬帶路由器時，運營商的路由器會根據(jù)BGP路由原則選擇到1.1.1.1的最優(yōu)路徑。

例如，在用戶的寬帶運營商和DNS服務器運營商相同的情況下，IGP最終將是決定哪個DNS服務器為用戶提供服務的關鍵因素。

在某種程度上，IGP 是物理距離的代表。

如上圖，四川寬帶路由器通過查看BGP路由發(fā)現(xiàn)1.1.1.1出口的最優(yōu)路由在廣州。然后將四川用戶的DNS報文發(fā)送到廣州的DNS服務器。

同樣，東北用戶的DNS解析會發(fā)給北京的DNS服務器，而上海的DNS服務器負責江南地區(qū)。

如果出現(xiàn)問題怎么辦？

如果三臺DNS服務器中的一臺出現(xiàn)故障，例如廣東DNS服務宕機。 BGP 協(xié)議將立即停止通告這個 1.1.1.0/24 網(wǎng)段。路由表將只有北京和上海的 DNS 可供選擇。

此時，原廣東DNS服務的用戶會根據(jù)“最近原則”選擇另一臺DNS服務器，如上海DNS。

從而實現(xiàn)業(yè)務平滑遷移和服務高可用。

基于以上分析，我們不難得出以下結論：

全國用戶最終會根據(jù)與DNS服務器的距離來決定使用哪個DNS服務器進行域名解析。

從DNS的角度來看，正是因為不同地理位置的用戶會根據(jù)就近的路由選擇不同的DNS服務器，最終達到三臺DNS服務器負載均衡的效果。

如果其中一個節(jié)點出現(xiàn)故障，業(yè)務會立即遷移到其他可用節(jié)點，避免網(wǎng)絡服務故障。完全不需要人工干預。