配置NSCD服务实现缓存加速并提高DNS可用性
VPC内每台ECS机器每秒最高DNS峰值为2000次，单机每秒请求DNS峰值超过阈值后，将面临限速风险，无法保证可用性SLA。
为了缓解此类情况，建议您从如下两个方面考虑：
- 扩容ECS数量，使得DNS查询请求能够负载分摊到更多的ECS，从而降低每个ECS的DNS查询请求量。
- ECS主机开启NSCD（Name Service Cache Daemon）服务进行缓存加速。
NSCD服务开启情况下，会导致变更解析记录的生效时间更长。
本文主要介绍通过开启NSCD服务进行缓存加速，降低ECS的DNS查询请求数。
什么是NSCD？
NSCD（Name Service Cache Daemon）是一个系统缓存服务，用户缓存名称服务信息，例如passwd、group、hosts、services以及netgroup等，它可以提高系统查询缓存命中率，从而减少对名称服务的查询次数和流量消耗，进而加快服务响应速度。
NSCD常用Linux指令
指令 | 说明 |
|---|---|
yum install -y nscd | 安装nscd。 |
systemctl start nscd | 启动nscd。 |
systemctl stop nscd | 停止nscd。 |
systemctl restart nscd | 重新启动nscd。 |
systemctl status nscd | 查询nscd的运营状态。 |
nscd -g | 输出生效后的各个参数选项配置情况和缓存命中率统计。 |
nscd -i | 使指定的缓存失效，可以指定passwd、group、hosts、services、netgroup等，例如：nscd -i hosts。 |
cat /etc/nscd.conf | 查询当前nscd配置详情。 |
vi /etc/nscd.conf | 修改nscd配置参数。 |
安装NSCD
NSCD一般在Linux操作系统中默认安装的，如果不确定当前ECS是否已经安装了NSCD，可以执行以下指令检测NSCD运行状态：
systemctl status nscd#检查nscd的运行状态
如果检测结果如下，则说明没有安装nscd。
执行以下指令安装NSCD：
yum install -y nscd
再执行指令查看NSCD的运行状态，此时NSCD已经安装但是处于未启动状态。
开启NSCD
执行以下指令开启nscd服务：
systemctl start nscd
此时再执行执行查看NSCD已经处于运行状态。
- CentOS/RedHat操作系统安装nscd指令：yum install -y nscd
- Debian/Ubuntu操作系统安装nscd指令：apt-get install -y nscd
NSCD的默认配置文件路径在/etc/nscd.conf，可以通过执行如下指令查看NSCD配置：
cat /etc/nscd.conf
具体参数请参考表2
参数 | 说明 |
|---|---|
reload-count | 跟缓存主动刷新有关，此配置参数决定了请求成功缓存主动去查询并更新缓存的次数。 |
paranoia | 偏执模式，如果开启则NSCD会周期性的重启。 |
restart-interval | 如果paranoia开启，此参数表示重启间隔时间。 |
enable-cache | 开启缓存服务。 |
positive-time-to-live | 请求成功响应缓存的生存时间。 |
negative-time-to-live | 请求失败响应缓存的生存时间，建议设置为0，以免失败的缓存影响业务请求。 |
check-files | 定期检查/etc/passwd、/etc/group、/etc/hosts等缓存文件的修改时间，如果文件从上次检查之后做过更改，则缓存失效。 |
persistent | 开启时，NSCD在重启之后会保留之前的缓存内容，如果paranoia开启，建议开启此功能。 |
shared | 用于服务NSCD数据库的内存映射与客户端共享，默认：yes。 如果想利用nscd -g指令查询缓存命中率，则shared需要设置为no。 |
max-db-size | NSCD缓存数据库的最大大小，单位为Byte。 |
- positive-time-to-live无实际意义，TTL值以DNS查询请求返回的TTL为准。
- shared参数值设置为no时，才能通过执行nscd -g查询缓存命中率。
NSCD缓存效果监测
NSCD关闭时拨测
- 在ECS上执行如下命令对53端口UDP报文进行抓包：
tcpdump -i any udp and port 53
- 在NSCD的状态为关闭情况下，在ECS上执行多次如下指令，连续拨测三次。
ping -c 1 -n www.huaweicloud.com#对域名www.huaweicloud.com发一次ping指令。
- 查看相应的抓包情况，能够发现53端口3次DNS请求查询，并且每次DNS请求查询都返回域名解析记录，证明DNS请求查询记录并未被缓存，ECS每次都要通过53端口发送DNS请求查询。
NSCD开启时拨测
- 执行启动指令将NSCD服务开启，并通过状态查询指令确定NSCD为开启状态。
- 在NSCD的状态为开启情况下，在ECS上执行如下指令，连续拨测6次。同时需要对ECS的53端口进行抓包。
ping -c 1 -n www.huaweicloud.com
- 查看相应的抓包情况，能够发现53端口只抓到1次DNS请求查询，证明DNS请求查询命中NSCD缓存，没有通过53端口发送DNS请求查询。
- 您在抓包的过程中会发现即使ping指令已经执行完毕，但是每隔一段时间tcpdump依旧可以查到相关域名DNS查询请求报文，这是由于NSCD的主动刷新机制导致的，属于正常现象。可以通过将reload-count参数设置为0关闭主动刷新机制。
- 您也可以通过执行以下指令来查询缓存命中信息，在一段时间内多次执行ping指令后然后查看缓存命中情况。
nscd -g#输出生效后的各个参数选项配置情况和缓存命中率统计等。
