域名系统(the domainna mesystem，DNS)是互联网的重要基础设施，DNS可以为大部分互联网应用提供域名和IP地址的转换服务。也是为何DNS延迟问题成为影响互联网终端用户体验的一种关键因素。

　　作为一种分层结构树形系统，DNS是一种分布式数据库组成。在分层结构顶部是根目录和一些顶级域名（TLD），例如.com和.net。顶级域名的DNS权威服务器对于互联网运算至关重要，因为这些服务器作为整个域名空间的起点服务于全球的互联网用户。它们的性能对于一些普通的实现终端用户访问顶级DNS服务器甚至一些本地缓存也很重要。

　　DNS区域冗余作为一种来增强DNS健壮性和性能的常用技术，在一个DNS区域可以服务于在不同的地方的多个权威服务器。例如目前根目录服务于13个逻辑根服务器以及多个应用实例。

　　对于冗余部署顶级域名的一个重要的问题是地理分布。从历史上看，大多数的根服务器位于美国。由于地理距离因素，其他地区的互联网用户不可避免地要忍受更长的DNS查询延迟问题中。以往的研究结果表明，欧洲和亚洲根服务器部署量不足，而北美根服务器却超量部署，这表明全球根服务器应该重新部署。

　　最近，因为Anycast技术的发展，导致域名冗余服务器的数量增加，这将会产生更多允许不同位置可以使用相同的IP地址的案例。可公开利用的资料显示，对于13个根服务器下的319应用实例已在全世界范围内部署。梁锦津等人对是在不同地区的互联网用户如何体验部署的进程，以及与服务质量不均等相关的问题是否已经得以改善进行了研究。最近发表的一篇论文中，作者通过比较根服务器数量和在洲际之间服务的人口数量后，得出结论——目前根服务器的部署还很不均匀。然而，这个结论是基于简单的对每个根服务器服务的用户数量统计得出的。梁锦津等人希望有更多的技术来综合评价上层DNS服务器的服务质量。

　　梁锦津等人利用NXDOMAIN-Query和King技术，检测了19593个开放递归解析器来查询顶级服务器。NXDOMAIN-Query可以获得从解析器到根服务器或顶级域名水平（TLD水平）的整体延迟，而King技术可以测量某一解析器和某任意名称服务器之间的延迟时间。通过测量延迟时间，梁锦津等人比较了在不同区域的DNS表现，并对当前顶级域名的复制发展状态进行深入分析。结果发现：1.总的来说，顶级DNS服务器为互联网用户服务高效，根服务器具有一个约20.26ms的延迟，对于.com或.net延迟时间约为42.64ms，对于.org有39.07ms的延迟时间。2.服务质量不均，欧洲和北美服务质量最好，而在非洲和南美洲的服务质量却比欧洲和北美糟糕3~6倍。3.在欧洲和北美地区，根服务器表现好，但在其他洲只有F根、J根、L根服务器显示出具有较低的延迟问题。4.F根、L根服务器存在延迟问题表明：循着传输线路，从根服务器到最近位置的解析设备仅有约60%的解析效率。

　　根据最初的研究目的所获的实验结果显示，在一组解析器中也观察到异常长的延迟时间（延迟时间范围为6s~18s）。进一步调查发现有2种原因所致，其一是在IPv4/IPv6双栈主机存在一些设备解析缺陷，其二是另一个是中间设备错误配置，这些中间设备过滤了DNSSEC的大数据包或使DNSSEC数据包碎片化。

　　研究方法

　　通过收集大量开放的递归DNS解析器，并让这些DNS解析器查询研究目标。利用解析器查询的往返时间(RTTs)来进行观察，并进一步评估在这些DNS解析器和查询目标之间产生DNS延迟的问题。这种方法有两个优点：1.不需要直接控制观测点，这可使更广泛地拓展研究范围；2.探测开放的DNS解析器可以触发真正广泛的DNS查找行为，这帮助观察DNS延迟的异常行为，并进一步确认发生原因。

　　收集开放递归DNS解析器

　　通过3种方法，共收集了19593个开放递归DNS解析器：1.从一台繁忙的DNS权威服务器的日志中提取开放DNS解析器(42%)；2.在Alexa全球网站排名榜中选择流量在1M排名处于前位的网站来探测DNS权威服务器(42%)；3.向其他研究者寻求帮助(16%)。值得注意的是，必须排除DNS转发器，因为DNS转发器会查询其上层解析器，而不是直接查询权威服务器。解析器的地理分布见表1。