Cloudflare 宣布了对 Big Pineapple 平台 DNS 存储进行一系列底层优化的结果。该平台运行着 1.1.1.1、Gateway DNS、DNS Firewall、AS112 以及其他多项 DNS 服务。平台随时存储超过 2500 亿条 DNS 记录，因此每条记录减少 1 个字节，就能在整个集群层面节省超过 250 GB 的内存。
用 Rust 编写的数据结构经过连续五项改动后，单条记录的大小从 953 字节降至 420 字节，降幅为 56%。这些改动全面部署后，Cloudflare 整个集群所使用的工作集内存减少了约 100 TB，同时性能不但没有牺牲，反而得到提升：记录插入速度提高了 43%，存储查找延迟降低了 19%。
为什么 DNS 记录的大小很重要？
Big Pineapple 在启动时从空存储开始，随后随着查询到达而逐渐填充，直到达到上限，之后移除最旧或最少使用的记录。不同数据中心的存储大小各不相同，而使用 EDNS Client Subnet 还可能导致同一查询存储多个答案，因为权威服务器可能根据客户端网络提供不同的答案。
每条记录由一个键和一个值组成。键用于确定域名、记录类型及一些属性；值包含 DNS 答案、authority 和 additional 部分，以及创建时间、使用次数计数器和 TTL 时长等元数据。在这一规模下，多余字段或预留空间不再只是微小的内部细节，而会转化为巨大的运营成本。
节省来自哪里？
Cloudflare 在存储响应后，将可增长的 Vec 和 String 结构替换为固定大小的 Box<[T]> 和 Box<str>，因为这些数据之后不会再被修改。这一改动移除了可增长结构保留的容量字段，也限制了未使用的预留空间。由于每条记录包含 8 个此类字段，因此每条记录节省了 64 字节，整个存储节省了超过 15 TB。
Cloudflare 还将答案、authority 和 additional 部分的列表合并为一个列表，并使用 u16 类型的偏移量，而不是更大的指针和长度。这样每条记录节省了 28 字节。该结构还通过将多个布尔字段压缩到一个 bitflag 中，减少了 Rust 在结构内部强制进行内存对齐所造成的空间浪费。
在大多数 DNS 记录中，记录所有者与所查询的域名相同。因此，在这些情况下，Cloudflare 不再完整存储所有者名称，而是在构建答案时从存储键中恢复该名称。当名称不同时，例如 CNAME 记录，则存储完整名称。这样便消除了大多数所有者名称的内存分配，同时保留了确实需要名称的情况。
降低大型记录类型的成本
RecordData 结构使用的 enum 大小等于最大记录类型的大小；在计算标签和对齐后，最大类型 NAPTR 的大小为 144 字节。因此，只需要 4 字节的 A 记录和需要 16 字节的 AAAA 记录占用了远超其实际需求的空间，尽管 A 和 AAAA 占测试流量的 80% 以上。
团队曾尝试将大型类型放入单独的 Box 中，这降低了 A 和 AAAA 记录的浪费，但增加了独立分配，并带来了内存 locality 问题。最终方案是将记录数据本身作为连续的原始字节存储在 Box<[u8]> 中，每条记录使用 2 字节的长度前缀。这样消除了 enum 成本和多次分配，并改善了处理器对存储缓存的利用。
这一选择意味着记录不再支持随机索引，而必须按顺序遍历。Cloudflare 认为，由于单条记录中的记录数量很少，因此成本有限。大多数类型，包括 A、AAAA、TXT 和 DNSSEC 记录，都可以直接复制到输出 DNS 消息中；而包含域名的类型，例如 CNAME、NS、MX 和 SOA，仍需要解析，以应用 DNS 名称压缩。
实际发生了哪些变化？
生产测量显示，第 99 百分位的常驻内存从 9.3 GB 降至 5.3 GB，降幅为 43%；第 90 百分位则从 6.5 GB 降至 3.8 GB，降幅为 42%。每条记录的分配量从 1.1 KB 降至 461 字节；同时，插入速度从每秒 625,000 条记录提高到每秒 893,000 条，查找延迟则从 828 纳秒降至 670 纳秒。
这些改动于 2026 年 5 月 18 日开始推出，并于 2026 年 7 月 6 日在所有服务中完成部署。Cloudflare 说明，生产环境中的常驻内存还包括存储之外的其他数据，因此进程层面的实际降幅低于针对单条记录的隔离测量结果。公司还计划将释放出的内存重新用于提高存储容量，而不增加内存消耗，以改善缓存命中率并减少发送到上游服务器的查询。
这一案例的重要性在于，它说明当服务处理数千亿个元素时，移除不必要的容量、合并分配和改善 locality 等数据结构优化，所产生的影响可能大于直接增加硬件资源。不过，一些权衡仍然存在：原始存储增加了处理记录的复杂性；重建所有者名称时必须从存储键中恢复名称；此外，测试结果依赖于特定的流量组合，并不能完全代表生产环境。因此，在评估此类优化时，生产测量仍然比单独的理论数字更重要。