Domain name resolution is a necessary predecessor of the Internet name-based applications. In spite of its importance, it can be long because it needs several redirections to multiple remote name servers. Moreover, when there is not any response, it is especially serious on the order of seconds by the use of static timeout value and retransmission. To alleviate these problems, only Domain Name System cache has contributed, and it much has reduced domain name resolution time by decreasing or removing the redirections. In the recent name server traffic of the Korea Advanced Institute of Science and Technology, the cache-hit rate was about as much as 85%.
However, there is still future improvement in the performance of Domain Name System cache. In the same name server traffic, as much as about 72% of cache-misses were expired-entry misses. The expired-entry misses are occurred by the Time-To-Live value expirations of the entries. If the Time-To-Live values are extended beforehand, the expired-entry misses taking most of cache-misses can be removed.
To achieve them with minimum overhead, this paper presented Renewal Using Piggyback approach that reduced expired-entry misses by active extension of expired Time-To-Live values using piggyback message. To maximize the performance of the approach, this paper proposed several Renewal Using Piggyback policies based on record access patterns in the cache too.
By the trace driven simulation using two large independent name server traffics, the best policy improved not only latency but also query traffic to about 33% ~ 50%, and its performance showed nearly similar performance to conventional caching’s with just 10% of time-to-live value of the latter. Moreover, the performance of the best policy was close to the theoretical upper bound of Renewal Using Piggyback performance to a degree. Additionally, it consumed twice the bandwidth of conventional caching. We believe that the similarity of the results on two data sets clearly showed the effectiveness of Renewal Using Piggyback approach.
도메인 네임 질의는 네임을 기반으로 통신하는 인터넷 응용 프로그램의 필연적인 선행자 이다. 도메인 네임 질의의 이러한 중요성에도 불구하고, 도메인 네임 질의는 여러 개의 원거리 네임 서버와의 여러 번의 통신을 필요로 하기 때문에 느려질 수 있다. 더욱이 대답이 없을 때 그것은 고정 타임아웃 값과 재전송을 사용 하므로 수초의 배수로 나빠진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 지금껏 도메인 네임 시스템 캐쉬 만이 공헌해 왔고, 그것은 통신의 개수를 줄이거나 없앰으로써 도메인 네임 질의 시간을 줄이는데 상당히 공헌해 왔다. 최근의 한국과학 기술원 네임서버 트래픽에 따르면, 캐쉬 힛 율은 무려 85% 였다.
하지만 도메인 네임 시스템 캐쉬의 성능에는 여전히 발전될 가능성이 있다. 같은 네임 서버 트래픽에서 캐쉬 미스들의 약 72% 가 종료된 엔트리 미스들이었다. 그 종료된 엔트리 미스는 그 엔트리 들의 타임투리브 값의 종료에 의해 발생했으며, 만약 그 타인투리브 값들이 미리 확장 되어 진다면, 캐쉬 미스들의 대부분을 차지하는 종료된 엔트리 미스는 제거 될 수 있다.
최소의 오버해드로 그것을 획득 하기 위하여, 이 논문은 피기백을 사용하여 종료된 타임투리브 값들을 능동적인 확장함으로써 종료된 엔트리 미스를 줄이는 피기백을 이용한 갱신 방법을 제안 했다. 또한 이 방법의 성능을 최대화 하기위해, 우리는 캐쉬에 저장된 엔트리 접근 패턴들을 기반으로 하는 몇 가지 피기백을 이용한 갱신 정책들을 제안했다.
우리는 두개의 큰 네임 서버 트래픽을 이용한 시뮬레이션을 통하여 피기백을 이용한 갱신 정책들을 기존의 캐슁 방법과 비교 하였다. 최고의 정책은 기존의 캐슁 방법에 비해 도메인 네임 질의 시간 뿐만 아니라 질의 트래픽을 약 33%에서 약 50% 정도로 줄였고, 그것은 기존의 캐슁 방법의 단지 10%의 타임투리브 값을 가지고, 기존의 캐슁 방법의 성능과 거의 같은 성능을 나타냈다. 더욱이 최고의 정책의 성능은 피기백을 이용한 갱신 방법의 이론적인 최대 성능에 상당히 근접 했다. 부가적으로 그것은 기존의 캐슁의 두배의 대역폭을 필요로 했다. 우리는 두 트래픽에 대한 시뮬레이션 결과의 유사함이 우리가 제안한 방법의 효과를 잘 보여 주었다고 믿는다.
