Page 363 - 《软件学报》2026年第4期

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题. 研究指出, DNS 基础设施呈现出比以往认知更为集中的趋势, 超过 90% 的转发解析器最终由少数几个大型
DNS 服务提供商支撑, 这引发了对潜在单点故障和服务可靠性的担忧.
关于 DNS 系统的测量工作还有很多, 文献 [28] 从组件、结构、流量、安全这 4 个方面对 DNS 测量研究工
作进行了综述, 有兴趣的读者可以具体参见文献 [28], 本文主要对紧密相关的一些文献的工作做了简要描述. 从目
前对 DNS 递归服务器测量的相关工作中可以看到, 现有研究对递归服务器的测量主要集中在递归服务器的流量
特征研究和递归服务器的部署情况等方面, 目前仍缺乏从一个大型 DNS 运营商的角度来分析 DNS 运行情况, 本
文通过对大型 DNS 服务商的递归服务器的流量测量与分析, 弥补现有工作的不足.

2 DNS 数据

分析一个大的服务商的 DNS 数据不是一件容易的事情, 一方面的原因是, 大的服务商的 DNS 数据量非常大,
我们分析的 DNS 服务商递归服务器平均请求量日均约 37 亿条, 平均解析量日均约 36 亿条. 在 DNS 服务商提供
的 DNS 数据中, 每天的 DNS 请求和应答流量都以 1 min 为一个 PCAP 源文件进行存储, 这样每天的 DNS 请求和
应答流量的源文件就各有 1 440 个, 每个 DNS 请求源文件大小根据时段的请求量不同大约在 100M–500M 之间,
每个 DNS 应答源文件大小根据不同时段大约在 200M–1 200M 之间, DNS 服务商每天的 DNS 数据量都在 TB 级
别, 本文分析的数据时段在 2022 年 2 月 19 日–3 月 30 日之间, 大约跨越了一个多月的数据, 如何建立有效的测量
分析方案对如此巨大的数据来进行行之有效的分析是面临的巨大挑战.
另外一个方面, 服务商为了保护具体用户的隐私信息, 不能公开每个 DNS 请求客户端的 IP 地址, 所有的
DNS 请求他们都用特定 3 个转发节点的 IP 地址 (221.130.199.19、112.65.210.190、1.192.136.235) 对 DNS 用户请
求地址进行了替换, 这样就无法分析具体用户的请求情况, 为了达到分析目标, 他们在请求流量中通过符合 RFC7871
标准的 EDNS subnet 扩展携带用户的 IP 地址的 /24 子网地址, 具体如图 1 所示.

图 1 DNS 请求携带标准 EDNS 扩展 (包含客户端 IP 地址的/24 子网掩码)