CDN,全称为Content Delivery Network,即内容分发网络,它是一种利用分布式节点技术,在全球部署服务器,将网站、应用视频、音频等静态或动态资源内容即时分发到用户所在的最近节点,从而提高用户访问这些内容的速度和稳定性,降低网络拥塞和延迟,同时也能减轻源站的压力,提高网络或应用的可用性和安全性。
CDN的基本原理是将源站的内容分发到离用户最近的节点上进行缓存,并通过智能路由、负载均衡等技术来保证用户能够快速、稳定地访问到所需资源,当用户访问网站时,利用全局负载技术,将用户的访问指向距离最近的缓存服务器上,由缓存服务器响应用户请求,这样,CDN将源站与用户之间的网络传输距离缩短,通过多节点并行传输,从而显著降低了网络传输的延迟和带宽消耗。
考虑一个场景:某部电视剧非常火爆,在某视频APP实现了1千万用户同时在线观看,如果大家观看的是1080p清晰度的视频(理论上需要4Mbps带宽),那么累计需要的流量带宽是10,000,000×4Mbps=40,000,000Mbps=40Tbps,对于优酷、爱奇艺这样的互联网视频内容提供商来说,这无疑是非常巨大的流量压力,普通计算机的网卡是1Gbps的带宽,如果优酷有一台超级服务器,那么这台超级服务器就需要4万块网卡,而且必须百分之百跑满速度,才能够实现这1千万用户的流畅观看,对于一些实力不够的服务商,或者突发流量陡增的情况,就会造成拥塞,从而导致卡顿和延时,有这么一个说法:当用户打开一个页面,等待超过4秒,他就会关闭这个页面,也就是说,这个用户就会流失,CDN作为一项非常有效的缩短时延的技术,能够有效解决上述问题。
组件名称 | 功能描述 |
源服务器(Origin Server) | 存储网站内容的主要服务器,存放原始的网页、图像、视频和其他静态或动态文件,当内容发生更改时,源服务器会产生新的版本,并将其传递给CDN。 |
边缘服务器(Edge Server) | 部署在全球各个地点的服务器节点,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,包括从源服务器获取到的静态文件副本,负责提供内容的分发和加速,向用户提供最接近的服务器节点。 |
负载均衡器(Load Balancer) | 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(如轮询、最少连接等)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。 |
缓存机制 | 存储源服务器上的内容副本,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服务器,这减少了对源服务器的负载,提高了响应速度和用户体验。 |
DNS(Domain Name System) | 解析用户请求的域名并将其映射到最近的边缘服务器,使用智能DNS解析技术,根据用户位置和网络条件来选择最优的边缘服务器,这确保用户能够通过最快的路径获取内容。 |
内容管理系统(Content Management System) | 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,并在边缘服务器上进行缓存。 |
CDN的访问过程依赖于DNS的重定向技术,即将用户定向至地理位置上距离其最近的边缘CDN节点服务器上,具体步骤概括如下:
1、当用户点击APP上的内容,APP会根据URL地址去本地DNS寻求IP地址解析。
2、本地DNS系统会将域名的解析权交给CDN专用DNS服务器。
3、CDN专用DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户。
4、用户向CDN的负载均衡设备发起内容URL访问请求。
5、CDN负载均衡设备根据用户IP地址,以及用户请求的内容URL,选择一台用户所属区域的缓存服务器。
6、负载均衡设备告诉用户这台缓存服务器的IP地址,让用户向所选择的缓存服务器发起请求。
7、用户向缓存服务器发起请求,缓存服务器响应用户请求,将用户所需内容传送到用户终端,如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容,那么这台缓存服务器就要网站的源服务器请求内容,源服务器返回内容给缓存服务器,缓存服务器发给用户,并根据用户自定义的缓存策略,判断要不要把内容缓存到缓存服务器上。
CDN的加速原理主要通过以下几个方面来实现网络加速,提升用户的网络访问体验:
1、负载均衡:CDN通过将用户请求分发到不同的节点,避免单一节点过载,从而保证用户请求响应速度。
2、缓存机制:CDN将静态资源缓存在靠近用户的节点上,当用户请求这些资源时,可直接从缓存中获取,避免了从源站获取资源的耗时。
3、数据传输优化:CDN采用自动智能路由技术,选择最优的传输路径,避免网络拥塞,从而优化数据传输过程。
4、动态加速技术:CDN可以使用动态加速技术,对动态内容进行加速,例如应用程序、交互式内容和数据库查询等。
5、安全保障: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。
1、静态加速:静态加速是指对网页中的静态资源(包括html文件、CSS文件、js文件、图片、flash动画等)进行CDN节点缓存,使得用户在访问网页中的静态资源时,调取CDN边缘节点缓存;在访问网页中的动态资源如asp、php、jsp等时从源站中调取,从而实现“动静分离”,达到加速的目的。“动静分离”的好处在于用户访问网站时,静态资源直接从离自己最近的CDN节点缓存中获取,减少用户访问静态资源的时间,同时又降低源站服务器的带宽压力、静态资源访问压力。
2、动态加速:通过CDN众多节点找到一条最快的路由,去源站点取数据从而达到对动态网站加速,再配合数据压缩技术,可以将动态网站的访问速度提高10倍甚至100倍,动态网站的页面内容一般是由静态图片和动态文本混合组成,而静态图片将会被缓存到CDN节点的硬盘上,也能提高动态网站的访问速度。
1、问:CDN能否完全防止源站受到攻击?
答:虽然CDN提供了一些安全防护机制,如DDoS攻击防护、源站防护等,但并不能完全防止源站受到所有类型的攻击,CDN主要是通过分散流量、隐藏源站真实IP等方式来增加攻击者的难度,但并不能百分之百保证源站的安全,在使用CDN的同时,还需要结合其他安全措施来全面保护源站。
2、问:使用CDN是否会影响网站的SEO效果?
答:使用CDN本身不会直接影响网站的SEO效果,由于CDN能够提高网站的访问速度和稳定性,这反而有助于提升用户体验,进而对SEO产生积极影响,如果CDN配置不当或存在缓存问题,可能会导致搜索引擎无法正确抓取网站内容,从而间接影响SEO效果,在使用CDN时,需要确保正确配置并定期检查缓存策略。