GSLBとは

はい、GSLB（Global Server Load Balancing）について知っています。GSLBは、複数の地理的に分散したサーバー間でネットワークトラフィックを効果的に分散するための技術です。これにより、以下のような利点が得られます。

高可用性: サーバーの障害が発生した場合でも、トラフィックを他の健全なサーバーにリダイレクトすることでサービスの継続性を確保します。 負荷分散: トラフィックを複数のサーバーに分散することで、特定のサーバーに過負荷がかかるのを防ぎます。 低遅延: ユーザーに最も近いサーバーにトラフィックをルーティングすることで、応答時間を短縮します。 災害復旧: 地理的に分散したサーバーを利用することで、特定地域での災害や障害に対する耐性を向上させます。 GSLBは、DNSベースの方法や、アプリケーション層でのルーティングを使用して実現されることが一般的です。具体的な実装方法や製品には、以下のようなものがあります。

DNSラウンドロビン: 最も基本的なGSLBの方法で、DNSサーバーが複数のIPアドレスを順番に返すことで負荷を分散します。 Anycast: 同じIPアドレスを複数の地理的に分散したサーバーに割り当て、最も近いサーバーにトラフィックをルーティングします。 商用製品: F5 NetworksのBIG-IP、CitrixのNetScaler、Amazon Web ServicesのRoute 53など、さまざまな商用ソリューションがあります。 GSLBは、大規模なWebサービスやクラウドサービスでよく利用される技術です。

僕の質問

一般ユーザはDNSを介してどのサーバにアクセスするかがきいまると思います。また、DNSは裏でGSLBと繋がっていて、一般ユーザー＞DNS -> GSLBという流れでリクエストが流れると思います。この認識は合っていますか？

chatGPTの回答

基本的な認識は合っていますが、もう少し詳細に説明すると、DNSとGSLBの関係は次のようになります。

一般ユーザーのリクエスト: 一般ユーザーがウェブサイトにアクセスしようとすると、まずDNSリクエストが発生します。このリクエストは、ユーザーが入力したドメイン名をIPアドレスに変換するためのものです。

DNSサーバーの役割: DNSサーバーは、このドメイン名に対応するIPアドレスを返します。ここで、GSLBがDNSサーバーに組み込まれているか、もしくはGSLBがDNSサーバーと連携しています。

GSLBの動作: GSLBは、複数の地理的に分散したサーバーの中から最適なサーバーを選択し、そのサーバーのIPアドレスをDNSサーバーに返します。選択基準には、サーバーの負荷、地理的な距離、ネットワークの遅延などが含まれます。

DNSの応答: DNSサーバーは、GSLBから受け取った最適なサーバーのIPアドレスをユーザーに返します。

ユーザーのアクセス: 最終的に、ユーザーのブラウザは返されたIPアドレスを使って直接サーバーにアクセスします。

この流れを図にすると以下のようになります：

mermaid

sequenceDiagram
    participant User as 一般ユーザー
    participant DNS as DNSサーバー
    participant GSLB as GSLBシステム
    participant Server as 最適なサーバー
    
    User->>DNS: ドメイン名の解決リクエスト
    DNS->>GSLB: 最適なサーバーのIPアドレスを要求
    GSLB->>DNS: 最適なサーバーのIPアドレスを返す
    DNS->>User: IPアドレスを返す
    User->>Server: サーバーにアクセス

このように、一般ユーザーのリクエストは最終的にはDNSを介してGSLBによって選ばれた最適なサーバーに到達します。DNSはGSLBと連携して動作し、ユーザーに最適なサーバーのIPアドレスを提供します。

続けて僕の質問

わかりました。しかし、特定の会社のGSLBがこの世に存在する全てのDNSと連携しているとは思えません。例えば、8.8.8.8で、DNSとして有名なgoogleのDNSがyahoo japanのGSLBと連携しているとは思えません。そのような時、8.8.8.8に飛んできたyahooのDNSリクエストはどのように処理されるのでしょうか？

chatgptの回答

ご指摘の通り、特定のGSLBシステムが全てのDNSサーバーと直接連携しているわけではありません。実際のところ、GSLBの仕組みは各ドメインの権威DNSサーバー（Authoritative DNS Server）を通じて機能します。

以下は、Googleの8.8.8.8のようなパブリックDNSサーバーを利用した場合の流れです：

一般ユーザーのリクエスト: ユーザーが「yahoo.co.jp」にアクセスしようとすると、まずDNSリクエストが発生します。このリクエストはユーザーの設定したDNSサーバー（この場合は8.8.8.8）に送信されます。

パブリックDNSサーバーの動作: 8.8.8.8のようなパブリックDNSサーバーは、キャッシュに「yahoo.co.jp」のIPアドレスがない場合、権威DNSサーバーに問い合わせを行います。

権威DNSサーバーの役割: 「yahoo.co.jp」の権威DNSサーバーは、GSLBの機能を持っている場合があります。GSLBは、複数の地理的に分散したサーバーの中から最適なサーバーのIPアドレスを選択します。

権威DNSサーバーの応答: 権威DNSサーバーは、選択された最適なサーバーのIPアドレスを8.8.8.8に返します。

パブリックDNSサーバーの応答: 8.8.8.8は、権威DNSサーバーから受け取ったIPアドレスをユーザーに返します。

ユーザーのアクセス: 最終的に、ユーザーのブラウザは返されたIPアドレスを使って直接サーバーにアクセスします。

この流れを図にすると以下のようになります：

sequenceDiagram
    participant User as 一般ユーザー
    participant PubDNS as パブリックDNS (8.8.8.8)
    participant AuthDNS as 権威DNS (yahoo.co.jp)
    participant GSLB as GSLBシステム
    participant Server as 最適なサーバー
    
    User->>PubDNS: ドメイン名の解決リクエスト (yahoo.co.jp)
    PubDNS->>AuthDNS: ドメイン名の解決リクエスト
    AuthDNS->>GSLB: 最適なサーバーのIPアドレスを要求
    GSLB->>AuthDNS: 最適なサーバーのIPアドレスを返す
    AuthDNS->>PubDNS: IPアドレスを返す
    PubDNS->>User: IPアドレスを返す
    User->>Server: サーバーにアクセスs

このように、パブリックDNSサーバー（8.8.8.8）は権威DNSサーバーに問い合わせを行い、権威DNSサーバーがGSLBと連携して最適なサーバーのIPアドレスを提供します。したがって、GSLBは権威DNSサーバーを通じて機能し、全てのDNSサーバーと直接連携する必要はありません。

続けて僕の質問

つまり、8.8.8.8はリクエストが来るたびにyahooの権威DNSに問い合わせているのですか？ キャッシュはないのですか？

chatgptの回答

良い質問です。実際には、パブリックDNSサーバー（例えば、Googleの8.8.8.8）はキャッシュ機能を持っています。キャッシュがあることで、同じドメイン名の問い合わせが頻繁に発生する場合に、毎回権威DNSサーバーに問い合わせる必要がなくなり、応答時間が短縮されます。

以下は、キャッシュを考慮した場合の流れです：

一般ユーザーのリクエスト: ユーザーが「yahoo.co.jp」にアクセスしようとすると、まずDNSリクエストが発生し、ユーザーの設定したDNSサーバー（この場合は8.8.8.8）に送信されます。

パブリックDNSサーバーのキャッシュ確認: 8.8.8.8はまず自身のキャッシュを確認します。キャッシュに「yahoo.co.jp」のIPアドレスが存在する場合、そのIPアドレスをユーザーに返します。

キャッシュがない場合:

もしキャッシュに「yahoo.co.jp」のIPアドレスが存在しない場合、8.8.8.8は権威DNSサーバーに問い合わせを行います。 権威DNSサーバーは、GSLBを使用して最適なサーバーのIPアドレスを選択し、8.8.8.8に返します。 8.8.8.8はそのIPアドレスをキャッシュに保存し、ユーザーに返します。 ユーザーのアクセス: 最終的に、ユーザーのブラウザは返されたIPアドレスを使って直接サーバーにアクセスします。

この流れを図にすると以下のようになります：

sequenceDiagram
    participant User as 一般ユーザー
    participant PubDNS as パブリックDNS (8.8.8.8)
    participant AuthDNS as 権威DNS (yahoo.co.jp)
    participant GSLB as GSLBシステム
    participant Server as 最適なサーバー
    
    User->>PubDNS: ドメイン名の解決リクエスト (yahoo.co.jp)
    alt キャッシュが存在する場合
        PubDNS->>User: キャッシュからIPアドレスを返す
    else キャッシュが存在しない場合
        PubDNS->>AuthDNS: ドメイン名の解決リクエスト
        AuthDNS->>GSLB: 最適なサーバーのIPアドレスを要求
        GSLB->>AuthDNS: 最適なサーバーのIPアドレスを返す
        AuthDNS->>PubDNS: IPアドレスを返す
        PubDNS->>User: IPアドレスを返す
        PubDNS->>PubDNS: IPアドレスをキャッシュに保存
    end
    User->>Server: サーバーにアクセス

このように、パブリックDNSサーバーはキャッシュ機能を持ち、キャッシュに存在する場合はそれを利用して迅速に応答します。キャッシュがない場合にのみ権威DNSサーバーに問い合わせを行います。キャッシュの有効期間（TTL: Time To Live）が過ぎると、再度権威DNSサーバーに問い合わせが行われます。

そして僕の質問

しかし、キャッシュの情報を使ってしまっては、GSLBのヘルスチェックで弾き出されたyahooのエンドポイントで不具合が生じているサーバにリクエストを送ってしまうことがあるのではないでしょうか？

chatgptの回答

確かにその通りです。キャッシュを利用することで、GSLBの最新のヘルスチェック結果が反映されない可能性があります。これはDNSキャッシュの一般的な問題点の一つです。GSLBの目的は、リアルタイムで最適なサーバーを選択することですが、DNSキャッシュが介在することでその効果が一部制限されることがあります。

この問題を緩和するために、いくつかの方法が考えられます：

短いTTL（Time To Live）: 権威DNSサーバーが返すDNSレコードのTTLを短く設定することで、キャッシュの有効期間を短くし、頻繁に最新の情報を取得できるようにします。これにより、GSLBの最新のヘルスチェック結果が反映されやすくなります。

DNSラウンドロビンとヘルスチェックの併用: 一部のGSLBシステムは、DNSラウンドロビンを使用しつつ、定期的にヘルスチェックを行い、障害が発生しているサーバーをリストから除外します。これにより、キャッシュが存在しても、障害が発生しているサーバーにリクエストが送られる可能性を減少させます。

Anycast DNS: Anycast技術を使用して、同じIPアドレスを複数の地理的に分散したDNSサーバーに割り当てることで、ユーザーに最も近いDNSサーバーから応答を得ることができます。これにより、DNSキャッシュの影響を受けにくくなります。

DNSの負荷分散サービス: 一部のクラウドプロバイダーやDNSサービスプロバイダーは、GSLB機能を持つDNSサービスを提供しています。これらのサービスは、ヘルスチェックと負荷分散を組み合わせて、高い可用性とパフォーマンスを提供します。

以下は、短いTTLを設定した場合の流れです：

sequenceDiagram
    participant User as 一般ユーザー
    participant PubDNS as パブリックDNS (8.8.8.8)
    participant AuthDNS as 権威DNS (yahoo.co.jp)
    participant GSLB as GSLBシステム
    participant Server as 最適なサーバー
    
    User->>PubDNS: ドメイン名の解決リクエスト (yahoo.co.jp)
    alt キャッシュが存在する場合
        PubDNS->>User: キャッシュからIPアドレスを返す
    else キャッシュが存在しない場合
        PubDNS->>AuthDNS: ドメイン名の解決リクエスト
        AuthDNS->>GSLB: 最適なサーバーのIPアドレスを要求
        GSLB->>AuthDNS: 最適なサーバーのIPアドレスを返す
        AuthDNS->>PubDNS: IPアドレスを返す
        PubDNS->>User: IPアドレスを返す
        PubDNS->>PubDNS: IPアドレスをキャッシュに保存 (短いTTL)
    end
    User->>Server: サーバーにアクセス

短いTTLを設定することで、キャッシュの有効期間が短くなり、頻繁に最新のGSLBの結果を反映できるようになります。ただし、TTLを短くするとDNSクエリの頻度が増加し、DNSサーバーの負荷が高くなる可能性があります。したがって、TTLの設定はパフォーマンスと最新情報のバランスを考慮して決定する必要があります。

これらの方法を組み合わせることで、GSLBとDNSキャッシュの問題を緩和し、より高い可用性とパフォーマンスを実現することができます。

俺的な結論

public DNS (8.8.8.8)にキャッシュが存在するかはわからないが、 VIPが存在するので、VIPが死ななければ大丈夫っていう話なのかな？ VIPは絶対に死なない。その下にぶら下がっているエンドポイントは死ぬことがある。 が全滅はしないということで、大丈夫なのかな？？

新しい発見

public DNSは権威DNSに問い合わせることがある、というお話し。よろぴく。