Cloudflare 近日完成 1.1.1.1 DNS 快取平台「Big Pineapple」的底層重構，毋須添置伺服器或實體 RAM，已在全球網絡釋放約 100 TB 記憶體，相當於 130 部 Gen 13 伺服器的記憶體容量。這次更新可壓低營運資源需求，亦令 DNS 快取寫入速度增加 43%，查詢延遲減少 19%，反映大型網絡服務可透過軟件設計提升效率，而非單靠擴充硬件。
Cloudflare 由 5 月 18 日至 7 月 6 日分階段推出相關改良，涵蓋 1.1.1.1、Gateway DNS、DNS Firewall 及其他服務。本文將分析這次重構如何將單筆快取記憶體用量削減 56%、DNS 服務的資料結構為何左右成本，以及對企業網絡與香港用戶體驗有何啟示。
軟件重構取代硬件擴容，直接降低基建成本
Cloudflare 的 DNS 快取系統同時儲存超過 2,500 億筆 DNS 紀錄。在這個規模下，每筆紀錄即使只多佔用 1 byte，整個網絡便會額外使用逾 250 GB 記憶體。因此，工程團隊沒有更換伺服器，而是針對 Rust 程式碼的資料儲存方式作出 5 項改良，令每筆快取紀錄的淨記憶體用量由 953 bytes 降至 420 bytes。
DNS 回應寫入快取後一般不會再修改，但原有的 Vec 與 String 可變長容器仍會保留容量資料及預留空間。團隊改用固定大小的 Box<[T]> 與 Box
更快查詢來自更少配置與更佳記憶體局部性
Big Pineapple 原本將 DNS 回應分為答案、權威及附加紀錄 3 個獨立列表儲存，新設計則採用單一緩衝區，再以 2 個位元組偏移量標示各區段位置。這個做法減少指標、長度欄位及對齊填充空間，同時令資料排列更緊密。Cloudflare 亦不再重複儲存與查詢網域相同的紀錄擁有者名稱，而是在讀取時從快取鍵重建名稱。
另一項關鍵改動是採用 DNS wire format 儲存紀錄資料。過去，不同類型的 DNS 紀錄會受最大枚舉成員限制，例如只需 4 bytes 的 IPv4 A 紀錄，也可能佔用接近最大紀錄類型的空間。新方案以長度前綴方式，將紀錄內容連續儲存為原始位元組，避免大量填充空間浪費，亦減少零散配置。結果顯示，快取寫入吞吐量由每秒 62.5 萬筆增至 89.3 萬筆，查詢延遲則由 828 納秒降至 670 納秒。
DNS-OARC 的技術資料指出，一般 DNS 伺服器的快取命中率可超過 90%。換言之，Cloudflare 若將釋出的記憶體重新分配至更大 DNS 快取，便可在本地節點保留更多熱門紀錄，減少向權威 DNS 伺服器發出上游查詢，並提升高流量時段的服務穩定性。
擴大快取不是萬靈丹，可靠性仍是企業核心風險
Cloudflare 計劃將回收的 100 TB 記憶體投放至更大 DNS 快取，提高快取命中率並減少上游查詢量。從商業角度看，這可延後硬件採購，提高現有伺服器使用效率，並為 AI 服務、網絡安全及邊緣運算等同樣需要大量記憶體資源的產品保留擴展空間。對企業客戶而言，更高效的遞迴 DNS 解析亦可能減輕外部 DNS 基建壓力。
Cloudflare 在私隱審查更新中表示，1.1.1.1 屬於如網絡「電話簿」般的關鍵服務，效能以外，信任與資料處理同樣重要。該公司表示，公共 DNS 解析器不會出售或分享用戶個人資料作廣告用途，來源 IP 會匿名化，並在 25 小時內刪除。相關承諾亦已接受獨立會計師事務所審查。不過，企業部署 DNS 時仍應準備備用解析器，監察 DNSSEC 及路由異常，避免單一供應商故障波及業務。
根據 Cloudflare 工程文章、私隱審查文件、DNS-OARC 技術資料及近期服務事故紀錄，100 TB 指全網工作集記憶體節省，並非單一數據中心可即時調用的容量。同時，基準測試與實際生產環境的降幅未必完全相同，因為整體常駐記憶體還包括快取以外的程式資料。
從歷史事故看，效率提升必須配合變更管理
1.1.1.1 於 2018 年推出，Cloudflare 一直以速度及私隱作為公共 DNS 服務定位。目前 Cloudflare Radar 亦提供按地區劃分的 1.1.1.1 DNS 流量與使用趨勢觀察頁面，當中包括香港。隨着流量及服務功能增加，Big Pineapple 已不只是 DNS 快取，更是支援多項安全與網絡產品的共享基礎設施，因此其記憶體效率會直接影響整個平台的成本與效能。
然而，技術改良亦必須通過嚴格回歸測試。Cloudflare 在 2025 年曾因內部設定錯誤，令 1.1.1.1 相關 IP 前綴從生產路由撤出，造成全球解析服務中斷逾 1 小時。公司確認事件並非由網絡攻擊或 BGP 劫持引致。至 2026 年 2 月，Cloudflare 另一宗 BYOIP 路由變更事故亦令部分服務受影響逾 6 小時。這些事件說明，將快取程式由可變長結構改為高度壓縮格式，雖可帶來顯著效益，仍必須透過分階段部署、真實流量驗證及快速回退機制控制風險。
對香港企業而言，這次 Cloudflare DNS 快取改良反映大型網絡供應商正由「堆硬件」轉向精密軟件工程競爭。當記憶體價格、AI 工作負載與邊緣運算需求同步上升，誰能在不犧牲穩定性及私隱下，提高每部伺服器的可用容量，誰便更有機會壓低網絡服務成本。值得留意的是，其他公共 DNS 與雲端平台會否採用同類架構，推動下一輪基建效率競賽。
