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CDN原理架构，如何实现高效内容分发？

CDN原理架构包括内容分发、负载均衡、缓存机制等，通过全球节点加速内容传输。

CDN原理架构详解

一、功能架构

组件名称 功能描述
分发服务系统 基本工作单元是各个Cache服务器，负责直接响应用户请求，将内容快速分发到用户；同时负责内容更新，保证和源站内容的同步，根据内容类型和服务种类的不同，分为多个子服务系统，如网页加速服务、流媒体加速服务、应用加速服务等，每个子服务系统都是一个分布式的服务集群，由功能类似、地域接近的分布部署的Cache集群组成。
负载均衡系统 整个CDN系统的中枢，负责对所有的用户请求进行调度，确定提供给用户的最终访问地址，使用分级实现，最基本的两级调度体系包括全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB），GSLB主要根据用户地址和用户请求的内容，根据就近性原则，确定向用户服务的节点；SLB主要负责节点内部的负载均衡，当用户请求从GSLB调度到SLB时，SLB会根据节点内各个Cache设备的工作状况和内容分布情况等对用户请求重定向。
管理系统 分为运营管理和网络管理子系统，网络管理系统实现对CDN系统的设备管理、拓扑管理、链路监控和故障管理，为管理员提供对全网资源的可视化集中管理，通常用web方式实现，运营管理是对CDN系统的业务管理，负责处理业务层面的与外界系统交互所必须的一些收集、整理、交付工作，包括用户管理、产品管理、计费管理、统计分析等。

二、部署架构

层级 描述
边缘层 直接面向用户，负责给用户提供内容服务的Cache设备都部署在整个CDN网络的边缘位置，这些Cache设备通常缓存静态资源，如图片、视频、CSS和JavaScript文件等，以便快速响应用户的请求。
中心层 负责全局的管理和控制，同时也保存了最多的内容Cache，在边缘层设备未能命中Cache时，需要向中心层设备请求；而中心层未能命中时，则需要向源站请求，不同的CDN系统设计存在差异，中心层可能具备用户服务的能力，也可能只会向下一层提供服务。
区域层（可选） 如果CDN系统比较庞大，边缘层向中心层请求内容太多，会造成中心层负载压力太大，需要在中心层和边缘层之间部署一个区域层，负责一个区域的管理和控制，也可以提供一些内容Cache供边缘层访问。

三、用户访问网站流程框架

1、客户端用户从浏览器输入网址后回车，系统会查询本地hosts文件及DNS缓存信息，查找是否存在网址对应的IP解析记录，如果没有，则进入下一步。

2、如果客户端没有DNS缓存或hosts没有对应网址的域名解析记录，那么系统会把浏览器的解析请求交给客户端本地设置的DNS服务器地址解析（此DNS为LDNS，即Local DNS），如果LDNS服务器的本地缓存有对应的解析记录，就会直接返回IP地址；如果没有，LDNS会负责继续请求其他的DNS服务器。

3、LDNS会从DNS系统的“.”根开始请求网址的域名解析，经过一系列的查找各个层次DNS服务器，最终会查找到网址域名对应的授权DNS服务器，该服务器正是企业购买域名时用于管理域名解析的服务器，这个服务器有网址对应的IP解析记录，如果此时都没有，就表示企业的运维人员没有对网址域名做解析。

CDN原理架构，如何实现高效内容分发？

4、网址域名对应的授权DNS服务器会把网址对应的最终IP解析记录发给LDNS。

5、LDNS把收到来自授权DNS服务器关于网址对应的IP解析记录发给客户端浏览器，并且在LDNS本地把域名和IP的对应解析缓存起来，以便下一次更快地返回相同的解析请求的记录。

6、客户端浏览器获取到了网址的对应IP地址，接下来浏览器会请求获得的IP地址对应的Web服务器，Web服务器接收到客户的请求并响应处理，将客户请求的内容返回给客户端浏览器。

CDN原理架构，如何实现高效内容分发？

四、相关问题与解答

1、问题：CDN如何确保内容的安全性？

解答：CDN通过多种方式确保内容的安全性，它使用HTTPS协议来加密数据传输，防止数据在传输过程中被窃取或改动，CDN提供商通常会采取安全措施来保护其服务器免受反面攻击，如DDoS攻击等，CDN还支持访问控制列表（ACL）和防盗链等功能，以防止未经授权的访问和内容盗用。

2、问题：CDN是否适用于所有类型的网站？

CDN原理架构，如何实现高效内容分发？

解答：虽然CDN可以显著提高许多网站的性能和用户体验，但并不是所有类型的网站都能从中受益，对于小型个人博客或低流量的网站来说，使用CDN可能带来的性能提升并不明显，而且可能会增加不必要的成本，对于高流量、动态内容多或需要全球分发的大型网站来说，使用CDN是非常有益的。

内容分发网络（CDN）缓存服务器负载均衡

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