كلاودفلير توفر 100 تيرابايت من الذاكرة بتحسين الذاكرة المؤقتة لـ 1.1.1.1

قلّص مهندسو كلاودفلير ذاكرة التخزين المؤقت لنظام أسماء النطاقات إلى أقل من النصف عبر خمسة تحسينات متتالية في بنية التخزين. ويشرح منشور على مدونة الشركة بتاريخ 27 أغسطس العمل على منصة Big Pineapple التي تشغّل خادم الحل العام 1.1.1.1 إلى جانب خدمات Gateway DNS وDNS Firewall وAS112.

ذاكرة مؤقتة تضم 250 مليار سجل

تحتفظ Big Pineapple في أي لحظة بأكثر من 250 مليار سجل في ذاكرتها المؤقتة. ولأن كل سجل موجود في الوقت نفسه في مئات مراكز البيانات، فإن إهدار بايت واحد لكل سجل يعني أكثر من 250 غيغابايت من الذاكرة على مستوى الأسطول. كل عنصر في الذاكرة هو زوج من مفتاح وقيمة: يحدد المفتاح ما جرى الاستعلام عنه (الاسم ونوع السجل وعلامة المصادقة والوسم)، بينما تخزّن القيمة الرد نفسه — أقسام answer وauthority وadditional — إضافة إلى بيانات وصفية مثل وقت الإنشاء وعدّاد الإصابات ومدة الصلاحية TTL.

يختلف حجم الذاكرة المؤقتة بين مراكز البيانات. وعند استخدام EDNS Client Subnet (ECS) تعيد الخوادم المرجعية ردوداً مختلفة بحسب شبكة العميل، لذا تخزّن كلاودفلير عدة نسخ من الاستعلام نفسه.

خمسة تغييرات في بنية التخزين

قاس الفريق الأثر باستخدام سجلات مولّدة عشوائياً تحاكي حركة الإنتاج: 56% من سجلات A و25% من AAAA و19% من TXT، بواقع سجل واحد إلى أربعة لكل عنصر.

استبدال حقول Vec وString بـ Box<[T]> وBox<str> يزيل حقل السعة والمساحة المحجوزة في الكومة للنمو: ثمانية بايتات لكل حقل، و64 بايتاً لكل سجل، وأكثر من 15 تيرابايت على مستوى الأسطول. وتخزين أقسام answer وauthority وadditional في قائمة واحدة بإزاحات من بايتين بدلاً من ثلاث قوائم يوفّر 28 بايتاً إضافية لكل سجل. وفي معظم السجلات يتطابق المالك مع النطاق المستعلَم عنه، لذلك لم يعد هذا الحقل يُخزَّن ويُستعاد الاسم من مفتاح الذاكرة عند القراءة.

وعالج التغييران الآخران حجم الأنواع المُعدَّدة في Rust. فبيانات السجل المخزّنة كنوع مُعدَّد كانت دائماً بحجم أكبر متغيّر فيه، وهو NAPTR بـ144 بايتاً، بينما يحتاج سجل A إلى أربعة بايتات فقط، أي أن معظم السجلات كان يهدر أكثر من 120 بايتاً. وقد حلّ نقل المتغيّرات الكبيرة إلى الكومة المشكلة، لكنه أضاف تقريب المخصّص وتخصيصات متناثرة. أما الخطوة الأخيرة فتخزّن بيانات السجلات كبايتات خام بصيغة الشبكة في مخزن واحد ببادئات طول من بايتين، ما يعيد تجاور الذاكرة ويتيح نسخ معظم السجلات مباشرة إلى الرد الصادر.

النتائج في الإنتاج

في الاختبارات المعيارية انخفض حجم السجل الواحد من 953 بايتاً إلى 420 بايتاً (−56%)، والتخصيصات من 1.1 كيلوبايت إلى 461 بايتاً (−58%). وارتفعت سرعة الإدراج من 625 ألفاً إلى 893 ألف سجل في الثانية (+43%)، وانخفض زمن البحث من 828 إلى 670 نانوثانية (−19%).

جرى النشر تدريجياً بين 18 مايو و6 يوليو 2026، مع انخفاض الذاكرة على مراحل مع كل إصدار. وعند المئين 99 انخفضت الذاكرة المقيمة لكل نسخة من 9.3 غيغابايت إلى 5.3 (−43%)، وعند المئين 90 من 6.5 إلى 3.8 غيغابايت (−42%). وذاكرة الأسطول التشغيلية الإجمالية أقل بنحو 100 تيرابايت، أي ما يقارب ذاكرة 130 خادماً من طراز Gen 13 لدى الشركة. وتعتزم كلاودفلير إعادة استثمار الذاكرة المحررة في توسيع سعة الذاكرة المؤقتة، بما يرفع نسبة الإصابات ويقلّل حجم الاستعلامات الصادرة.