cdn 讲座

CDN，即内容分发网络（Content Delivery Network），是一种利用分布式节点服务器，将网站、应用视频、音频等静态或动态资源内容分发到不同区域的目标用户，以提高用户访问这些内容的速度和稳定性的技术，以下是对CDN的详细讲解：

一、CDN的基本原理

1、就近性原则：

CDN的核心思想是将内容缓存至靠近用户的服务器，减少延迟，提升访问速度与性能。

当用户请求某个内容时，CDN会通过智能DNS解析技术，将用户定向至距离其地理位置上最近的边缘节点服务器。

2、负载均衡：

CDN可以根据用户的位置和网络状况，自动将请求分发到最优的服务器，从而实现负载均衡，提高服务的稳定性和可靠性。

3、缓存机制：

CDN边缘服务器会缓存源站的静态资源副本，当用户请求这些资源时，如果边缘服务器上有缓存，则直接返回给用户，减少了对源站的访问次数，降低了源站的负载。

二、CDN的主要组成部分

1、源服务器（Origin Server）：

存储网站内容的主要服务器，负责存放原始的网页、图像、视频和其他静态或动态文件。

2、边缘服务器（Edge Server）：

部署在全球各地的服务器节点，构成CDN的基础架构，每个边缘服务器都存有一部分或全部的缓存内容，包括从源站获取到的静态文件副本。

3、负载均衡器（Load Balancer）：

用于在多个边缘服务器之间均匀分配用户请求的流量，根据不同算法将请求导向最优的边缘服务器，以实现负载均衡和高可用性。

4、缓存机制（Caching）：

CDN使用缓存机制来存储源站上的内容副本，当用户请求访问文件时，边缘服务器会尝试返回缓存中的副本，而不必每次都访问源站，从而减少对源站的负载，并提高响应速度和用户体验。

5、DNS（Domain Name System）：

解析用户请求并将其映射到最近的边缘节点服务器的IP地址，CDN使用智能DNS解析技术，根据用户的位置和网络条件选择最优的边缘节点服务器。

6、内容管理系统（CMS）：

用于管理和发布网站的内容，可以与CDN集成，使更新的内容能够传递到CDN的边缘服务器，并在边缘服务器上进行缓存。

三、CDN的工作原理

1、用户发起请求：

用户点击APP上的内容，APP会根据URL去本地DNS系统（域名解析）寻求IP地址解析。

2、DNS解析：

根DNS服务器向授权DNS服务器发送请求，查询域名的解析并将结果反馈给根DNS服务器，域名解析/DNS服务器接受到请求后，将域名解析为对应的IP地址。

3、发起请求：

用户向CDN的负载均衡设备发起内容URL访问请求，CDN负载均衡设备会选择一台用户所属区域的用户缓存服务器，告诉用户向所选择的缓存服务器发起请求。

4、缓存命中：

如果这台缓存服务器上并没有缓存用户想要的内容，那么这台缓存服务器就要网站的源服务器请求内容，源服务器根据请求将内容提供给这台缓存服务器，并提供给用户，并根据用户自定义缓存策略，判断要不要把内容缓存到缓存服务器上。

四、CDN的优势

1、加速访问速度：

CDN通过将内容分发至全球各地的服务器，使用户能够从离他们最近的服务器获取所需资源，从而提高了访问速度。

2、减轻源站压力：

CDN可以缓存大量的静态资源，并在用户请求时直接提供，从而减少了对源站的访问次数，降低了源站的负载。

3、提高可用性和稳定性：

CDN具备冗余和容错能力，即使部分节点出现故障，也能保证内容的传输不受影响。

4、安全防护：

CDN可以提供一些常用的安全防护机制，如DDoS攻击防护、源站防护等，保障网站的安全。

五、CDN的应用场景

1、网站加速：

通过将站点内容进行动静分离，结合CDN和对象存储OSS存储海量静态资源，可以有效加速内容加载速度。

2、视音频点播/大文件下载分发加速：

支持各类文件的下载、分发以及在线点播加速业务，如mp4、flv视频文件或者平均单个文件大小在20M以上，主要的业务场景是视音频点播、大文件下载（如安装包下载）等。

3、视频直播加速：

流媒体直播服务，支持媒资存储、切片转码、访问鉴权、内容分发加速一体化解决方案。

4、移动应用加速：

移动APP更新文件（apk文件）分发，移动APP内图片、页面、短视频、UGC等内容的优化加速分发。

六、CDN缓存策略

1、Expires策略：

是web服务器响应消息头字段，在响应http请求时告诉浏览器在过期时间前，浏览器可以直接从浏览器缓存读取数据，而无需再次请求。

2、Cache-Control策略：

指明当前资源的有效期，控制浏览器是否直接从浏览器缓存取数据还是重新发请求到服务器取数据。

七、FAQs

1、为什么需要CDN？

CDN能够解决跨运营商、跨地区访问问题，降低服务器负载，提高网站可用性和安全性。

2、CDN如何知道找到距离你最近的服务器？

通过智能DNS系统在网络层工作，将用户的请求重定向到最佳的边缘节点。

八、小编有话说

CDN作为现代互联网架构中不可或缺的一部分，其重要性不言而喻，它不仅能够显著提升用户体验，还能有效减轻源站压力，提高网站的可用性和安全性，随着技术的不断进步，CDN的应用前景将更加广阔。