认识 NSCD 服务缓存
NSCD(Name Service Cache Daemon)是服务缓存守护进程。
NSCD 安装
-
RHEL/CentOS
yum -y install nscd -
Debian/Ubuntu
apt-get install nscd -
RPM
https://centos.pkgs.org/7/centos-x86_64/nscd-2.17-307.el7.1.x86_64.rpm.html
CentOS7 之后 NSCD 使用 systemd 进行管理。
NSCD 命令选项
$ nscd --help
用法： nscd [选项...]
Name Service Cache Daemon.
-d, --debug Do not fork and display messages on the current
tty
-f, --config-file=名称 从NAME中读取配置数据
-g, --statistics Print current configuration statistics
-i, --invalidate=TABLE Invalidate the specified cache
-K, --shutdown 关闭服务器
-t, --nthreads=NUMBER 启动 NUMBER 个线程
-?, --help 给出该系统求助列表
--usage 给出简要的用法信息
-V, --version 打印程序版本号
长选项的强制或可选参数对对应的短选项也是强制或可选的。
NSCD 配置文件
NSCD配置文件为/etc/nscd.conf，NSCD程序在启动的时候会读取/etc/nscd.conf文件，每一行指定一个属性和对应的值，或者指定一个服务和对应的值，#表示注释。有效的服务设定是：passwd, group, hosts, services, or netgroup五个。
NSCD 的缓存文件路径默认为 /var/db/nscd/。
NSCD 的配置文件相关参数
#设置日志文件
logfile debug-file-name
#设置debug记录的级别，默认是0
debug-level value
#程序启动时，等待进去请求的处理线程数，至少5个
threads number
#最大线程数，默认32
max-threads number
#nscd程序以哪个用户运行,如果设置了该选项，nscd将作为该用户运行，而不是作为root。如果每个用户都使用一个单独的缓存(-S参数)，将忽略该选项。
server-user user
#哪个用户可以请求统计用户
stat-user user
#在一个缓存项被删除之前允许使用的次数，默认值是5，代表SUCCESS的缓存在内存中会Reload5次
reload-count unlimited | number
#是否启用偏执模式，启用会导致nscd周期性重启，默认是no
paranoia <yes|no>
#如果启用偏执模式，设置的定期重启nscd的时间间隔，默认是3600秒
restart-interval time
#开启或者关闭服务缓存，默认是no
enable-cache service <yes|no>
#为成功请求的元素设置缓存TTL，单位是秒，值越大缓存命中率越高，降低平均响应时间，但会增加缓存的一致性问题
positive-time-to-live service value
#为失败查询元素设置缓存TTL，单位是秒，应保持小值，减小缓存一致性问题
negative-time-to-live service value
#内部的散列表大小，value应该保持一个素数以达到优化效果。默认值是211
suggested-size service value
#启用或者禁用检查文件是否属于指定的服务，这些文件是/etc/passwd、/etc/group、/etc/hosts、/etc/services、/etc/netgroup等
check-files service <yes|no>
#设置缓存在服务器重启后，仍旧能提供缓存服务，在使用偏执模式时有用，默认是no
persistent service <yes|no>
#为客户端共享nscd数据库在内存中做的映射，使客户端可以直接搜索，而不用每次都查询守护进行，默认是no
shared service <yes|no>
#该数据库的最大大小，单位是bytes，默认是33554432
max-db-size service bytes
#此选项仅使用于passwd和group服务
auto-propagate service <yes|no>
NSCD 使用示例：对DNS进行缓存
DNS缓存在服务器上的作用
在需要通过域名与外界进行数据交互的时候,dns缓存就派上用场了,它可以减少域名解析的时间,提高效率。例如以下情况
- 使用爬虫采集网络上的页面数据,
- 使用auth2.0协议从其他平台(如微博或QQ)获取用户数据,
- 使用第三方支付接口,
- 使用短信通道下发短信等.
开启NSCD DNS 缓存服务的优缺点
- 优点：
- 本地缓存DNS解析信息，提供解析速度。
- DNS服务挂了也没有问题，在缓存服务时间范围内，解析依旧正常。
- 缺点：
- DNS解析信息会滞后，如域名解析更改需要手动刷新缓存，NSCD不适合做实时的切换的应用
- 多条RR的情况下失去轮询功能，导致缓存周期内单机的负载均衡失效
- 域名变更生效可能持续一个TTL+15s，对于一部分讲究变更快速生效的域名而言有一定的变更生效延误
- 对于一部分异常导致解析错误的域名，有可能被NSCD缓存导致一段时间内解析都异常
配置DNS缓存
通过编辑/etc/nscd.conf文件，在其中增加如下一行可以开启本地DNS Cache
enable-cache hosts yes #这个服务除了dns缓存之外还可以缓存passwd,group,servers
完整配置如下：
$ cat /etc/nscd.conf
logfile /var/log/nscd.log
threads 5
max-threads 32
server-user nscd
debug-level 0
paranoia no
reload-count 5
enable-cache hosts yes
enable-cache passwd no
enable-cache group no
positive-time-to-live hosts 60
negative-time-to-live hosts 20
suggested-size hosts 211
check-files hosts yes
persistent hosts yes
shared hosts yes
max-db-size hosts 33554432
关于主动刷新
reload-count 5 默认值是5，代表SUCCESS的缓存在内存中会Reload 5次
reload的time是DNS应答TTL+CACHE_PRUNE_INTERVAL，reload过程中NSCD会主动发起DNS请求（非客户端发起），如果期间发生解析结果变更会将结果主动更新至NSCD缓存。这里的CACHE_PRUNE_INTERVAL来自于相关的宏定义：
#define CACHE_PRUNE_INTERVAL 15
关于非success域名的缓存
查看代码发现对于非success域名的缓存，NSCD会读取配置中的negative-time-to-live hosts，将缓存一个negative-time-to-live hosts+CACHE_PRUNE_INTERVAL的时间
dataset->head.ttl = ttl == INT32_MAX ? db->negtimeout : ttl;
timeout = dataset->head.timeout = t + dataset->head.ttl;
关于缓存的RR轮询
NSCD是直接缓存了GETHOSTBYNAME/GETHOSTBYADD的应答结果，如果存在多条RR的情况下，将只会读取应答结果中的第一条结果作为函数的返回值。多条RR在NSCD的缓存中并没有RR轮询的效果，直到下一次reload更新缓存结果。这里可能导致域名原本的负载均衡机制失效。
关于CNAME+A的结果
GLIBC的GETHOSTBYNAME/GETHOSTBYADD返回的TTL中直接读取的是A类型的TTL，代码中并没有针对CNAME的TTL做特殊处理，因此在有CNAME+A的级联应答结果中，缓存的timeout将只会读取对应的A记录的TTL。
当DNS应答结果只有CNAME时，DNS请求将被判定为失败，这时CNAME的TTL将不起作用，缓存的时间将遵循非success域名的timeout计算。
return ((qtype == T_A || qtype == T_AAAA) && ap != host_data->aliases
? NSS_STATUS_NOTFOUND : NSS_STATUS_TRYAGAIN);
启动 NSCD 进程
默认该服务在Redhat或Centos下是关闭的，可以通过以下指令开启
$ systemctl start nscd
查看进程，如下所示
$ ps aux | grep nscd
nscd 1284 0.1 0.3 708056 1580 ? Ssl 23:37 0:00 /usr/sbin/nscd
说明已经正常运行了。
NSCD服务查看和清除
NSCD缓存DB文件在/var/db/nscd下。可以通过nscd -g查看统计的信息，这里列出部分：
$ nscd -g
nscd 配置：
0 服务器调试级别
4s server runtime
5 current number of threads
32 maximum number of threads
0 number of times clients had to wait
no paranoia mode enabled
3600 restart internal
5 reload count
... 省略输出信息若干 ...
hosts cache:
yes cache is enabled
yes cache is persistent
yes cache is shared
211 suggested size
216064 total data pool size
0 used data pool size
60 seconds time to live for positive entries
20 seconds time to live for negative entries
0 cache hits on positive entries
0 cache hits on negative entries
0 cache misses on positive entries
0 cache misses on negative entries
0% cache hit rate
0 current number of cached values
0 maximum number of cached values
0 maximum chain length searched
0 number of delays on rdlock
0 number of delays on wrlock
0 memory allocations failed
yes check /etc/hosts for changes
... 省略输出信息若干 ...
清除指定类型缓存
$ nscd -i passwd
$ nscd -i group
$ nscd -i hosts
关闭服务
$ nscd -K
