Jak działa Anycast DNS?

Anycast DNS to sposób udostępniania usługi DNS, w którym wiele serwerów rozmieszczonych w różnych centrach danych korzysta z tego samego adresu IP. Zapytanie użytkownika nie trafia więc zawsze do jednej, z góry określonej maszyny. Sieć kieruje je do węzła osiągalnego najkorzystniejszą trasą, zwykle znajdującego się blisko użytkownika lub oferującego w danym momencie lepszą dostępność. W rezultacie skracamy czas odpowiedzi DNS, rozkładamy ruch pomiędzy wiele lokalizacji i ograniczamy skutki awarii pojedynczego serwera. Nie oznacza to jednak, że Anycast wybiera serwer na podstawie rzeczywistej odległości geograficznej. Decyzja wynika przede wszystkim z routingu BGP, liczby systemów autonomicznych na trasie, polityki operatorów i aktualnej dostępności połączeń. Poniżej pokazujemy, jak ten mechanizm działa od chwili wpisania adresu strony aż do otrzymania odpowiedzi z serwera DNS.

• Jeden adres IP, wiele serwerów DNS
• Jak BGP wybiera węzeł Anycast?
• Co Anycast daje, a czego nie gwarantuje?
• Kiedy warto korzystać z Anycast DNS?

Wyjaśnijmy jeszcze jedno, BGP (Border Gateway Protocol) to protokół routingu wykorzystywany do wymiany informacji o trasach pomiędzy niezależnymi sieciami, natomiast wspomniany niżej Unicast to podstawowy sposób komunikacji w sieci komputerowej, w którym jeden nadawca komunikuje się z jednym konkretnym odbiorcą.

Jeden adres IP, wiele serwerów DNS - jak działa Anycast DNS?

W klasycznym modelu Unicast pojedynczy adres IP wskazuje jeden konkretny punkt sieci. Jeżeli użytkownicy z Polski, Hiszpanii i Kanady wysyłają zapytanie pod ten sam adres, wszystkie połączenia zmierzają do tego samego serwera albo tej samej lokalizacji infrastruktury.

W praktyce Anycast zmienia tę zależność. Ten sam adres IP jest ogłaszany jednocześnie z wielu węzłów: przykładowo z Warszawy, Frankfurtu, Madrytu, Londynu i Nowego Jorku. Każdy z tych serwerów potrafi udzielić odpowiedzi dla obsługiwanej strefy DNS, ale użytkownik nie musi wiedzieć, który z nich faktycznie otrzyma jego zapytanie.

Spójrzmy na prosty przebieg:

1. Użytkownik wpisuje adres domeny w przeglądarce.
2. Resolver DNS sprawdza, czy odpowiedź znajduje się w jego pamięci podręcznej.
3. Jeżeli jej nie ma, wysyła zapytanie do właściwego serwera autorytatywnego.
4. Routing internetowy kieruje ruch do jednego z węzłów ogłaszających wspólny adres Anycast.
5. Wybrany serwer odpowiada rekordem A, AAAA, MX lub innym wpisem znajdującym się w strefie domeny.

Z punktu widzenia resolvera nadal kontaktujemy się z jednym adresem IP. Za tym adresem działa jednak cała grupa serwerów, a nie pojedyncza maszyna. To jedna z przyczyn, dla których globalni operatorzy DNS są w stanie obsługiwać bardzo duży ruch bez kierowania każdego zapytania do jednego centrum danych.

Jak już pisaliśmy w poradniku czym jest DNS i jak tłumaczy nazwę domeny na adres IP, system nazw domen działa wielopoziomowo. Anycast nie zmienia zawartości rekordów ani zasad działania strefy. Zmienia drogę, którą zapytanie dociera do serwera zdolnego udzielić odpowiedzi.

Jak BGP wybiera węzeł Anycast?

O tym, do którego serwera trafi zapytanie, decyduje BGP (Border Gateway Protocol). Jest to protokół wykorzystywany do wymiany informacji o trasach pomiędzy systemami autonomicznymi, czyli dużymi sieciami należącymi m.in. do operatorów telekomunikacyjnych, dostawców chmurowych i centrów danych.

Każdy węzeł Anycast ogłasza w BGP, że obsługuje określoną prefiksację IP. Routery internetowe otrzymują wiele możliwych dróg do tego samego adresu i wybierają trasę zgodnie z własnymi regułami. Liczy się między innymi długość ścieżki AS_PATH, relacje pomiędzy operatorami, lokalne preferencje oraz polityka routingu.

Dlatego sformułowanie „zapytanie trafia do najbliższego serwera” jest użytecznym uproszczeniem, ale nie opisuje całego mechanizmu. Najbliższy geograficznie węzeł nie zawsze znajduje się na najkorzystniejszej trasie sieciowej. Użytkownik ze Szczecina może otrzymać odpowiedź z Frankfurtu zamiast z Warszawy, jeżeli w danym układzie połączeń właśnie ta droga zostanie uznana za lepszą.

Istotna jest również reakcja na awarie. Jeżeli operator wycofa ogłoszenie BGP dla niedostępnego węzła, routery przestaną kierować do niego nowe zapytania i wybiorą inną trasę. Nie następuje tu tradycyjne przełączenie pomiędzy adresem podstawowym i zapasowym. Ten sam adres IP pozostaje aktywny, ale jego dostępne ścieżki ulegają zmianie.

Warto przy tym odróżnić Anycast od klasycznego load balancingu. Load balancer rozdziela połączenia wewnątrz określonej infrastruktury, często po dotarciu ruchu do jednego centrum danych. Anycast rozprowadza ruch wcześniej — już na poziomie tras internetowych.

Jeżeli chcesz sprawdzić, którędy pakiety docierają do wskazanego hosta, skorzystaj z poradnika jak wykonać test MTR. Trzeba jednak pamiętać, że trasa do adresu Anycast może różnić się zależnie od operatora, lokalizacji, pory pomiaru i zmian zachodzących w BGP.

Strefa DNS wymaga nie tylko poprawnych rekordów, ale również stabilnej infrastruktury. W SEOHOST możesz zarządzać domeną, rekordami DNS i delegacją serwerów nazw z jednego środowiska. Jeżeli utrzymujesz własną infrastrukturę, możesz również skonfigurować własne serwery DNS i powiązać je z domeną. Sprawdź ofertę domen SEOHOST

Co Anycast daje, a czego nie gwarantuje?

Największa przewaga Anycast DNS wynika oczywiścxie z tego, że usługa przestaje zależeć od jednego punktu sieci. Zapytania mogą być obsługiwane równolegle w wielu lokalizacjach, a utrata pojedynczego węzła nie musi oznaczać niedostępności całego systemu nazw.

• Krótszy czas odpowiedzi — zapytania zwykle trafiają do węzła osiągalnego korzystną trasą.
• Rozproszenie ruchu — obciążenie nie koncentruje się w jednym centrum danych.
• Większa odporność na awarie — wycofanie jednej trasy pozwala skierować ruch do innych węzłów.
• Lepsza absorpcja ataków DDoS — ruch atakujący rozkłada się pomiędzy wiele lokalizacji.

Nie każda właściwość Anycast jest jednak automatyczną gwarancją wysokiej dostępności. Jeżeli wszystkie serwery korzystają z błędnej konfiguracji strefy, rozproszenie geograficzne jedynie powieli ten sam błąd. Podobnie wygląda sytuacja z propagacją zmian: węzły muszą otrzymywać spójne dane, a mechanizm synchronizacji stref powinien działać poprawnie.

Problemem może być także niestabilność tras. Gdy routing ulega częstym zmianom, kolejne pakiety albo zapytania mogą trafiać do innych lokalizacji. Dla krótkich, niezależnych zapytań DNS zwykle nie stanowi to przeszkody. W przypadku długich połączeń stanowych zachowanie Anycast wymaga już bardziej rygorystycznego projektowania infrastruktury.

Nie należy również mylić DNS Anycast z geolokalizacyjnym DNS. Anycast wybiera trasę do wspólnego adresu usługi, natomiast GeoDNS zwraca różne odpowiedzi DNS zależnie od lokalizacji użytkownika lub resolvera. Oba rozwiązania mogą współpracować, lecz rozwiązują inne problemy.

Przeczytaj także: jak TTL wpływa na propagację rekordów DNS, czym jest rekord domeny oraz co zrobić, gdy serwer DNS nie odpowiada.

Kiedy warto korzystać z Anycast DNS?

Skoro wiemy już, że Anycast nie jest osobnym rodzajem rekordu, lecz modelem kierowania ruchu do rozproszonych serwerów, pozostaje pytanie o jego zastosowanie. Największą wartość daje tam, gdzie DNS powinien odpowiadać szybko i pozostawać dostępny niezależnie od awarii konkretnej lokalizacji.

Anycast DNS jest szczególnie uzasadniony dla:

• serwisów obsługujących użytkowników z wielu krajów,
• sklepów internetowych i systemów, dla których niedostępność domeny oznacza przerwę w sprzedaży,
• operatorów hostingu, chmur, usług SaaS i platform o dużym ruchu,
• infrastruktury narażonej na ataki DDoS,
• serwerów autorytatywnych obsługujących dużą liczbę domen.

Przy pojedynczej stronie firmowej działającej lokalnie uruchamianie własnej sieci Anycast byłoby nieproporcjonalnie złożone. W takim przypadku korzystamy po prostu z operatora DNS, który ma już rozproszone węzły, monitoring BGP i procedury wycofywania niedostępnych tras.

Inaczej wygląda sytuacja dostawcy hostingu lub dużej organizacji. Własny Anycast wymaga adresacji IP, numeru ASN, obecności w wielu centrach danych, połączeń z operatorami, spójnego wdrażania stref i stałego monitorowania routingu. Sama konfiguracja kilku serwerów z tym samym adresem nie wystarczy.

Jak wykazaliśmy wyżej, sednem Anycast DNS nie jest „powielenie serwera”, lecz wspólne działanie warstwy DNS, routingu BGP i rozproszonej infrastruktury. Dobrze zaprojektowana usługa skraca drogę zapytań i ogranicza zależność od jednej lokalizacji. Źle zaprojektowana tylko rozprasza problemy na większym obszarze.

Przeczytaj także: jak ustawić serwery DNS dla domeny, czym różni się delegacja od własnych serwerów DNS oraz jak skonfigurować strefę dla własnych serwerów nazw.