Entendendo o DNS round-robin

Entendendo o DNS round-robin

• O que é DNS round-robin?

  • Em geral, ao disponibilizar um site em uma VPS, adiciona-se um único registro A no painel de controle do provedor de DNS.
  • No DNS round-robin, vários servidores são atribuídos ao mesmo subdomínio para distribuir a carga entre eles e detectar automaticamente servidores offline, selecionando os que estão online.
  • Oferece uma solução simples e elegante sem usar um load balancer, e sem custo.

• Como isso funciona em teoria?

  • De acordo com a RFC 8305 "Happy Eyeballs", o cliente deve ordenar os endereços antes de se conectar.
  • Ele verifica se os servidores estão online ou offline e ordena os servidores online de acordo com o tempo de ping.

• Como isso funciona na prática?

  • Foram criadas 3 VPS nos Estados Unidos, Europa e Singapura, e no Cloudflare foram criados 3 registros A com proxy e sem proxy.
  • Cada servidor fornece uma imagem colorida e o nome do host.

Comportamento do cliente na escolha do servidor

• Chrome

  • Escolhe aleatoriamente em todos os locais, mas depois da escolha fica fixo.
  • Reavalia após algumas horas.

• Firefox

  • Assim como o Chrome, escolhe aleatoriamente e depois fica fixo.

• Safari

  • Sempre escolhe corretamente o servidor mais próximo.

• curl

  • No início pode escolher incorretamente, mas na segunda execução corrige para o servidor mais próximo.

• Cloudflare

  • Escolhe uma localização aleatória com base no IP do cliente e depois fica fixo.

Comportamento do cliente quando há servidores parcialmente offline

• Todos os clientes detectam servidores offline e escolhem um servidor alternativo.
• O Cloudflare não consegue detectar servidores offline, e se o servidor selecionado estiver offline, o serviço é entregue como offline.

Melhorias no Cloudflare

1. Deve detectar servidores offline.
2. É necessário um recurso para selecionar o servidor com a menor latência.

Resumo do GN⁺

• O DNS round-robin é uma forma de distribuir a carga entre vários servidores e pode ser implementado de maneira simples sem usar um load balancer.
• Os navegadores e clientes variam na forma como escolhem o servidor, e o Safari em especial escolhe bem o servidor mais próximo.
• No caso do Cloudflare, há o problema de não conseguir detectar servidores offline, e isso precisa ser melhorado.
• Este texto é útil para entender como o DNS round-robin funciona e pode ser interessante para explorar as diferenças nos algoritmos de seleção de servidores.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Foi solicitado à equipe de DNS uma explicação sobre a situação atual, e a resposta será compartilhada quando chegar. O código muda com frequência, então é difícil saber exatamente o estado atual. A causa do problema pode ser a persistência da conexão entre o IP do cliente e o servidor de backend.

• O balanceamento de carga via DNS pode causar problemas complexos. Clientes HTTP2 em golang podem apresentar problemas ao usar RR DNS. Em alguns casos, o cliente não consegue descobrir novos servidores.

  • Se todos os servidores de backend caírem, o cliente fica preso ao primeiro servidor ao qual se conectou e não migra para outro.
  • Um problema semelhante também ocorre no grpc-go, e no lado do servidor é possível definir MAX_CONNECTION_AGE para desconectar os clientes periodicamente.

• Falta uma solução padrão para descoberta de serviços. A melhor abordagem pode ser implementar um balanceador de carga baseado em requisições e usar um IP virtual para que o balanceador faça verificações de integridade.

• Os registros DNS SRV foram uma solução inicial que permitia definir prioridade para cada serviço, mas não são usados por clientes HTTP por razões políticas. Os novos registros DNS HTTPS e SVCB são propostos como uma nova solução para balanceamento de carga.

• Quando um servidor fica offline, o cliente passa para o próximo IP se a conexão for recusada. Porém, na prática, o servidor pode simplesmente não responder ou ficar em silêncio após a conexão. Nesse caso, tudo depende do timeout do cliente.

• A confiabilidade é determinada no lado do cliente. Alguns sistemas podem sempre retornar o menor endereço IP, o que pode causar problemas. DNS-RR não é um balanceador de carga; um balanceador de carga é uma solução melhor.

• Alguém escreveu um decodificador em Perl e insiste que tudo deveria ser feito em Perl.

• RR-DNS só é útil para balanceamento de carga e não detecta automaticamente a disponibilidade dos servidores. É preciso adicionar inteligência no lado do cliente.

• Quando um servidor cai, como há endereços IP distribuídos globalmente, as pessoas ainda conseguem se conectar.

• Na Amazon dos anos 2000, round-robin DNS era usado para hosts on-site. Na época, era a forma mais rápida de balanceamento de carga. Porém, o Wi-Fi era o maior gargalo.

• Há uma menção ao Cloudflare Load Balancing, mas sem testes reais. O Cloudflare consegue detectar automaticamente servidores offline e alternar para outros servidores.