CDN

介绍一下CDN

CDN

(Content Delivery Network内容分发网络)是指一种通过互联网互相连接的电脑网络系统，利用最靠近每位用户的服务器，更快、更可靠地将音乐、图片、视频、应用程序及其他文件发送给用户，来提供高性能、可扩展性及低成本的网络内容传递给用户

典型的CDN系统分为：

• 分发服务系统： 最基本的工作单元就是Cache设备，cache（边缘cache）负责直接响应最终用户的访问请求，把缓存在本地的内容快速地提供给用户。同时cache还负责与源站点进行内容同步，把更新的内容以及本地没有的内容从源站点获取并保存在本地。Cache设备的数量、规模、总服务能力是衡量一个CDN系统服务能力的最基本的指标

• 负载均衡系统：主要功能是负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度，确定提供给用户的最终实际访问地址。两级调度体系分为全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB）。全局负载均衡主要根据用户就近性原则，通过对每个服务节点进行“最优”判断，确定向用户提供服务的cache的物理位置。本地负载均衡主要负责节点内部的设备负载均衡

• 运营管理系统： 运营管理系统分为运营管理和网络管理子系统，负责处理业务层面的与外界系统交互所必须的收集、整理、交付工作，包含客户管理、产品管理、计费管理、统计分析等功能。

CDN的作用： 用来托管Web资源（包括文本、图片和脚本），可供下载的资源（媒体文件、软件、文档等）应用程序，使用cdn来加速这些资源等访问

• 在性能方面：
  • 用户收到的内容来自最近的数据中心，延迟更低，内容加载更快
  • 部分资源请求分配给了CDN，减少了服务器的负载
• 在安全方面，有助于防御DDos MITM等网络攻击
  • 针对DDoS，通过监控分析异常流量，限制其请求频率
  • 针对MITM，从源服务器到CDN节点到ISP（Internet Service Provider），全链路HTTPS通信

负载均衡

多台服务器共同协作，不让其中某一台或几台超额工作，发挥服务器的最大作用

• http重定向负载均衡：调度者根据策略选择服务器以302响应请求，缺点只有第一次有效果，后续操作维持在该服务器 dns负载均衡：解析域名时，访问多个ip服务器中的一个（可监控性较弱）
• 反向代理负载均衡：访问统一的服务器，由服务器进行调度访问实际的某个服务器，对统一的服务器要求大，性能受到 服务器群的数量

CDN工作原理

CDN的原理: CDN和DNS有着密不可分的联系

DNS的解析域名的过程是在浏览器输入 www.crucials.cn的解析过程如下：

1. 检查浏览器缓存

2. 检查操作系统缓存，常见的如hosts文件

3. 检查路由器缓存

4. 如果前几步都没没找到，会向ISP(网络服务提供商)的LDNS服务器查询

5. 如果LDNS器没找到，会向根域名服务器(Root Server)请求解析，分为以下几步：

• 根服务器返回顶级域名(TLD)服务器如 .com ，.cn，.org 等的地址，该例子中会返回 .cn 的地址

• 接着向顶级域名服务器发送请求，然后会返回次级域名(SLD)服务器的地址，本例子会返回 .crucials 的地址

• 接着向次级域名服务器发送请求，然后会返回通过域名查询到的目标IP，本例子会返回 www.crucials.cn 的地址

• Local DNS Server会缓存结果，并返回给用户，缓存在系统中

CDN的工作原理：

1. 用户未使用CDN缓存资源的过程：

   • 浏览器通过DNS对域名进行解析（就是上面的DNS解析过程），依次得到此域名对应的IP地址

   • 浏览器根据得到的IP地址，向域名的服务主机发送数据请求

   • 服务器向浏览器返回响应数据

2. 用户使用CDN缓存资源的过程：

   • 对于点击的数据的URL，经过本地DNS系统的解析，发现该URL对应的是一个CDN专用的DNS服务器，DNS系统就会将域名解析权交给CNAME指向的CDN专用的DNS服务器。

   • CDN专用DNS服务器将 CDN的全局负载均衡设备IP地址 返回给用户

   • 用户向CDN的全局负载均衡设备发起数据请求

   • CDN的全局负载均衡设备根据用户的IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，告诉用户向这台设备发起请求

   • 区域负载均衡设备选择一台合适的缓存服务器来提供服务，将该缓存服务器的IP地址返回给全局负载均衡设备

   • 全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给用户

   • 用户向该缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户的请求，将用户所需内容发送至用户终端。

如果缓存服务器没有用户想要的内容，那么缓存服务器就会向它的上一级缓存服务器请求内容，以此类推，直到获取到需要的资源。最后如果还是没有，就会回到自己的服务器去获取资源

补充说明

CNAME（意为：别名）：在域名解析中，CNAME记录用于将一个域名（同名）映射到另一个域名（真实名称），域名解析服务器遇到CNAME记录会以映射到的目标重新开始查询,也就是充当一个中转站的意思

CDN使用场景

• 使用第三方的CDN服务：如果想要开源一些项目，可以使用第三方的CDN服务

• 使用CDN进行静态资源的缓存：将自己网站的静态资源放在CDN上，比如js、css、图片等。可以将整个项目放在CDN上，完成一键部署。

• 直播传送：直播本质上是使用流媒体进行传送，CDN也是支持流媒体传送的，所以直播完全可以使用CDN来提高访问速度。CDN在处理流媒体的时候与处理普通静态文件有所不同，普通文件如果在边缘节点没有找到的话，就会去上一层接着寻找，但是流媒体本身数据量就非常大，如果使用回源的方式，必然会带来性能问题，所以流媒体一般采用的都是主动推送的方式来进行

CDN加速是对网站所在服务器加速，还是对其域名加速

CDN是只对网站的某一个具体的域名加速。如果同一个网站有多个域名，则访客访问加入CDN的域名获得加速效果，访问未加入CDN的域名，或者直接访问IP地址，则无法获得CDN效果

能不能让CDN不缓存某些即时性要求很高的网页和图片

只需要使用动态页面，asp，php，jsp等动态技术做成的页面不被CDN缓存，无需每次都要刷新。或者采用一个网站两个域名，一个启用CDN，另外一个域名不用CDN，对即时性要求高的页面和图片放在不用CDN的域名下

CDN和镜像站点比较有何优势

CDN对网站的访客完全透明，不需要访客手动选择要访问的镜像站点，保证了网站对访客的友好性。CDN对每个节点都有可用性检查，不合格的节点会第一时间剔出，从而保证了极高的可用率，而镜像站点无法实现这一点。CDN部署简单，对原站基本不做任何改动即可生效

CDN和双线机房相比有何优势

常见的双线机房只能解决网通和电信互相访问慢的问题，其它ISP（譬如教育网，移动网，铁通）互通的问题还是没得到解决。而CDN是访问者就近取数据，而CDN的节点遍布各ISP，从而保证了网站到任意ISP的访问速度。另外CDN因为其流量分流到各节点的原理，天然获得抵抗网络攻击的能力