DNS 缓存

Turbo CDN 包含高性能 DNS 缓存系统，可减少延迟。

概述

DNS 解析可能会为下载增加显著的延迟：

• 每个新连接都需要 DNS 查询
• 公共 DNS 服务器可能很慢
• 重复查询浪费时间

Turbo CDN 的 DNS 缓存：

• 缓存已解析的地址
• 使用 hickory-dns 进行快速解析
• 实现基于 TTL 的过期机制
• 提供自动清理

工作原理

DNS 解析流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    DNS 缓存系统                              │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  1. 缓存查找                                                 │
│     ├─ 检查主机名是否已缓存                                  │
│     └─ 如果存在有效条目，立即返回                            │
│                                                              │
│  2. DNS 解析（缓存未命中时）                                 │
│     ├─ 使用 hickory-dns 解析器                              │
│     ├─ 查询配置的 DNS 服务器                                │
│     └─ 处理 A/AAAA 记录                                     │
│                                                              │
│  3. 缓存存储                                                 │
│     ├─ 存储已解析的地址                                      │
│     ├─ 从 DNS 响应设置 TTL                                  │
│     └─ 限制缓存大小（LRU 淘汰）                              │
│                                                              │
│  4. 后台维护                                                 │
│     ├─ 定期清理过期条目                                      │
│     └─ 预取常用主机                                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

性能影响

延迟减少

场景	无缓存	有缓存	提升
首次请求	50-200ms	50-200ms	-
后续请求	50-200ms	< 1ms	99%+
并行下载	每次 50-200ms	每次 < 1ms	99%+

实际收益

对于 16 个并行分块的下载：

• 无缓存：16 × 100ms = 1.6s DNS 开销
• 有缓存：100ms + 15 × 0ms = 100ms DNS 开销
• 节省：每次下载节省 1.5 秒

配置

默认设置

参数	默认值	描述
缓存大小	1000 条目	最大缓存主机数
默认 TTL	300 秒	未指定时的 TTL
最小 TTL	60 秒	最小缓存时间
最大 TTL	3600 秒	最大缓存时间
清理间隔	60 秒	清理过期条目的频率

自定义配置

use turbo_cdn::*;

#[tokio::main]
async fn main() -> turbo_cdn::Result<()> {
    let downloader = TurboCdn::builder()
        .with_dns_cache(true)              // 启用（默认）
        .with_dns_cache_size(2000)         // 增加缓存大小
        .with_dns_cache_ttl(600)           // 10 分钟默认 TTL
        .build()
        .await?;
    
    Ok(())
}

DNS 解析器

hickory-dns 集成

Turbo CDN 使用 hickory-dns（原 trust-dns）：

• 纯 Rust 实现
• 支持 async/await
• 支持 DNS-over-TLS
• DNSSEC 验证（可选）

解析器配置

// 默认解析器使用系统 DNS
let downloader = TurboCdn::new().await?;

// 自定义 DNS 服务器（未来功能）
let downloader = TurboCdn::builder()
    .with_dns_servers(vec!["8.8.8.8", "1.1.1.1"])
    .build()
    .await?;

缓存行为

TTL 处理

1. DNS 响应 TTL：遵循服务器响应中的 TTL
2. 最小 TTL：防止缓存时间过短
3. 最大 TTL：防止条目过期

缓存淘汰

当缓存已满时：

1. 首先移除过期条目
2. LRU（最近最少使用）淘汰
3. 保留频繁访问的条目

预取

对于已知的 CDN 主机，Turbo CDN 可以预取 DNS：

// 预取已知镜像的 DNS
downloader.prefetch_dns(&[
    "ghfast.top",
    "gh.con.sh",
    "github.com",
]).await?;

监控

缓存统计

use turbo_cdn::*;

#[tokio::main]
async fn main() -> turbo_cdn::Result<()> {
    let downloader = TurboCdn::new().await?;
    
    // 执行一些下载...
    
    // 获取 DNS 缓存统计
    let stats = downloader.get_dns_cache_stats();
    println!("缓存命中: {}", stats.hits);
    println!("缓存未命中: {}", stats.misses);
    println!("命中率: {:.1}%", stats.hit_rate() * 100.0);
    println!("缓存条目: {}", stats.entries);
    
    Ok(())
}

CLI 统计

turbo-cdn stats

包含 DNS 缓存指标。

最佳实践

生产环境启用

DNS 缓存默认启用，推荐用于：

• 所有生产部署
• 从相同主机重复下载
• 高并发场景

调试时禁用

排查 DNS 问题时：

let downloader = TurboCdn::builder()
    .with_dns_cache(false)
    .build()
    .await?;

大规模部署

对于有大量唯一主机的应用：

let downloader = TurboCdn::builder()
    .with_dns_cache_size(5000)     // 更大的缓存
    .with_dns_cache_ttl(900)       // 更长的 TTL
    .build()
    .await?;

故障排除

DNS 解析失败

如果 DNS 解析失败：

1. 检查网络：确保网络连接正常
2. 检查 DNS 服务器：系统 DNS 可能配置错误
3. 尝试其他 DNS：配置自定义 DNS 服务器

缓存条目过期

如果缓存条目变得陈旧：

// 清除 DNS 缓存
downloader.clear_dns_cache().await;

调试日志

RUST_LOG=turbo_cdn::dns_cache=debug turbo-cdn dl "https://example.com/file.zip"

安全考虑

DNS 欺骗防护

• 使用 HTTPS 下载（TLS 验证服务器）
• 敏感环境考虑使用 DNS-over-TLS
• 可用 DNSSEC 验证（可选）

缓存投毒

• TTL 限制防止长期投毒
• 定期缓存清理
• 针对已知 CDN 主机的验证

下一步

• API 参考 - 完整 API 文档
• 性能指南 - 优化技巧