深入浅出 -- 系统架构之日均亿级吞吐量的网关架构(DNS轮询解析)

在前篇关于《Nginx》的文章中曾经提到：单节点的Nginx在经过调优后，可承载5W左右的并发量，同时为确保Nginx的高可用，在文中也结合了Keepalived对其实现了程序宕机重启、主机下线从机顶替等功能。

但就算实现了高可用的Nginx依旧存在一个致命问题：如果项目的QPS超出5W，那么很有可能会导致Nginx被流量打到宕机，然后根据配置的高可用规则，Keepalived会对Nginx重启，但重启后的Nginx依旧无法承载业务带来的并发压力，结果同样会宕机.....

经过如上分析后，明显可看出，如果Nginx面对这种超高并发的情况，就会一直处于「在重启、去重启的路上」这个过程不断徘徊，因此在此背景下，我们需要设计出一套能承载更大流量级别的接入层架构。

不过相对来说，至少90%以上的项目用不上这套接入层架构，因为大部分项目上线后，能够拥有的用户数是很有限的，压根无法产生太高的并发量，所以往往一个Nginx足以支撑系统的访问压力。

不过虽说大家不一定用的上，但不懂两个字我们绝不能说出口，尤其是面试过程中，往往频繁问到的：你是如何处理高并发的？ 跟本文有很大的联系，之后被问到时，千万先别回答什么缓存、削峰填谷、熔断限流、分库分表.....等这类的，首先需要先把接入层说清楚，因为如果接入层都扛不住访问压力，流量都无法进到系统，后续这一系列处理手段自然没有意义。

一、亿级吞吐第一战-DNS轮询解析

对于单节点的Nginx而言，虽然利用Keepalived实现了高可用，但它更类似于一种主从关系，从机在主机正常的情况下，并不能为主机分担访问压力，也就代表着作为主节点的机器，需要凭“一己之力”承载整个系统的所有流量。那么当系统流量超出承载极限后，很容易导致Nginx宕机，所以也需要对Nginx进行横向拓展，那又该如何实现呢？最简单的方式：DNS轮询解析方案。
DNS轮询解析技术算一种较老的方案了，但在如今的大舞台上依旧能够看见它的身影，它源自于DNS的域名多记录解析，在《HTTP/HTTPS》文章中曾聊到过，DNS域名系统本质上是一个大型的分布式K-V数据库，以域名作为Key，以物理服务器的公网IP作为Value，而大多数域名注册商都支持为同一个域名配置多个对应的IP，如下：

如上图所示，为一个域名配置多个映射的IP后，DNS服务器在解析域名请求时，就会依据配置的IP顺序，将请求逐一分配到不同的IP上，也就是《上文》所提及到的轮询调度方式。

借助DNS的轮询解析支持，对Nginx可以轻松实现横向拓展，也就是同一个域名配置的多台物理机，分别都部署一个Nginx节点，每台Nginx节点的配置信息都一样。

好比目前每瞬12W的并发量，配置域名时，映射3台真实Nginx服务器，最终经过DNS轮询解析后，12W的并发请求被均摊到每台Nginx，每个节点分别承载4W的并发请求，通过这种方式就能够完美的解决之前的：单节点Nginx无法承载超高并发量而宕机的问题，如下：
![Nginx水平集群]

同时DNS域名解析，也依旧可以配置调度算法，如Rate权重分配、最少连接数分配、甚至可以按照客户端网络的运营商、客户端所在地区等方式进行解析分配，但仅一小部分的DNS服务器支持。

浅谈DNS域名轮询解析的优劣

这种方式带来的优势极为明显：

无需增加额外的成本即可实现多节点水平集群，利于系统拓展。

但也存在非常大的劣势：

①与其他的负载均衡方案不同，其他的负载方案一般都会自带健康监测机制，但DNS则无法感知，也就是当下游的某服务器宕机，DNS服务器会依旧向其分发请求。
②无法根据服务器的硬件配置，合理的分配客户端请求，大部分DNS服务器只支持最简单的轮询调度。

虽然DNS轮询解析方案存在很大的劣势，但这两个劣势对比其带来的收益可以忽略不计，因为现在云计算技术的发展，多台节点保持相同的配置已不再是难事。同时，由于Nginx本身就会利用Keepalived的VIP机制实现高可用，所以就算某个节点宕机，从机也可顶替上线接管流量，中间只会有很短暂的切换时间。