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CDN這個(gè)詞在我們技術(shù)圈中經(jīng)常聽到，什么CDN節(jié)點(diǎn)呀、CDN加速呀，當(dāng)同事跟你談到這些話題的時(shí)候，是不是大家都只顧著點(diǎn)頭呢?

CDN其實(shí)作用很大，我們每天都在享受CDN帶來的福利，只是你感受不到。比如說在線教育誕生之初，線上直播效果其實(shí)是非常差的，畫質(zhì)不清晰也就算了，有時(shí)候直接會(huì)卡到視頻和聲音不同步，這些難題直接影響到在線教育的日常運(yùn)作。CDN憑借低時(shí)延的產(chǎn)品特性，讓數(shù)據(jù)得以即時(shí)傳輸，為師生帶來響應(yīng)快速、使用流暢的視頻觀看體驗(yàn)。

在電子商務(wù)領(lǐng)域，每一次大促的背后都意味著電商交易流量的高峰，要讓電商走得更遠(yuǎn)、更順暢，少不了CDN技術(shù)的加持。CDN利用充足帶寬資源，做好CDN冗余儲(chǔ)備，在用戶訪問突增時(shí)靈活、快速為客戶調(diào)配資源，避免用戶的“訪問洪峰”影響購(gòu)物體驗(yàn)，同時(shí)緩解源站壓力，充分保障平臺(tái)訪問響應(yīng)速度以及成功率。

在我們平時(shí)日常生活中，大家是不是特別喜歡刷短視頻，比如抖音、快手等，CDN采用網(wǎng)頁(yè)靜態(tài)資源優(yōu)化加速分發(fā)，縮短網(wǎng)頁(yè)響應(yīng)時(shí)間，讓我們刷起視頻來更加流暢。

還有好多的場(chǎng)景都能看到CDN在背后做的重大貢獻(xiàn)，那么CDN到底是個(gè)啥，它到底解決了什么樣的難題？原理是啥？今天帶你學(xué)習(xí)一波！

首先要明白什么是CDN？

CDN英文全稱Content Delivery Network，中文翻譯即為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它是建立并覆蓋在承載網(wǎng)之上，由分布在不同區(qū)域的邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器群組成的分布式網(wǎng)絡(luò)。

CDN應(yīng)用廣泛，支持多種行業(yè)、多種場(chǎng)景內(nèi)容加速，例如：圖片小文件、大文件下載、視音頻點(diǎn)播、直播流媒體、全站加速、安全加速。

借用阿里云官網(wǎng)的例子，來簡(jiǎn)單介紹CDN的工作原理。假設(shè)通過CDN加速的域名為www.a.com，接入CDN網(wǎng)絡(luò)，開始使用加速服務(wù)后，當(dāng)終端用戶（北京）發(fā)起HTTP請(qǐng)求時(shí)，處理流程如下：

1. 當(dāng)終端用戶（北京）向www.a.com下的指定資源發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，首先向LDNS（本地DNS）發(fā)起域名解析請(qǐng)求。

2. LDNS檢查緩存中是否有www.a.com的IP地址記錄。如果有，則直接返回給終端用戶；如果沒有，則向授權(quán)DNS查詢。

3. 當(dāng)授權(quán)DNS解析www.a.com時(shí)，返回域名CNAME www.a.abc.com對(duì)應(yīng)IP地址。

4. 域名解析請(qǐng)求發(fā)送至阿里云DNS調(diào)度系統(tǒng)，并為請(qǐng)求分配最佳節(jié)點(diǎn)IP地址。

5. LDNS獲取DNS返回的解析IP地址。

6. 用戶獲取解析IP地址。

7. 用戶向獲取的IP地址發(fā)起對(duì)該資源的訪問請(qǐng)求。

• 如果該IP地址對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)已緩存該資源，則會(huì)將數(shù)據(jù)直接返回給用戶，例如，圖中步驟7和8，請(qǐng)求結(jié)束。

• 如果該IP地址對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)未緩存該資源，則節(jié)點(diǎn)向源站發(fā)起對(duì)該資源的請(qǐng)求。獲取資源后，結(jié)合用戶自定義配置的緩存策略，將資源緩存至節(jié)點(diǎn)，例如，圖中的北京節(jié)點(diǎn)，并返回給用戶，請(qǐng)求結(jié)束。

從這個(gè)例子可以了解到：

1. CDN的加速資源是跟域名綁定的。

2. 通過域名訪問資源，首先是通過DNS分查找離用戶最近的CDN節(jié)點(diǎn)（邊緣服務(wù)器）的IP

3. 通過IP訪問實(shí)際資源時(shí)，如果CDN上并沒有緩存資源，則會(huì)到源站請(qǐng)求資源，并緩存到CDN節(jié)點(diǎn)上，這樣，用戶下一次訪問時(shí)，該CDN節(jié)點(diǎn)就會(huì)有對(duì)應(yīng)資源的緩存了。

簡(jiǎn)單講，CDN就是通過將站點(diǎn)內(nèi)容發(fā)布至遍布全球的海量加速節(jié)點(diǎn)，使其用戶可就近獲取所需內(nèi)容。

CDN主要解決這么些問題:

• 物理距離遠(yuǎn)，多次網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，延時(shí)高不穩(wěn)定;

• 所在運(yùn)營(yíng)商不同，需運(yùn)營(yíng)商之間轉(zhuǎn)發(fā)繞行;

• 網(wǎng)絡(luò)帶寬處理能力有限，海量請(qǐng)求時(shí)，響應(yīng)速度與可用性降低。

CDN工作原理

CDN的工作原理就是將源站的資源緩存到位于全國(guó)各地的CDN節(jié)點(diǎn)上，用戶請(qǐng)求資源時(shí)，就近返回節(jié)點(diǎn)上緩存的資源，而不需要每個(gè)用戶的請(qǐng)求都回您的源站獲取，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞、分擔(dān)源站壓力，保證用戶訪問資源的速度和體驗(yàn)。

為什么要用 CDN？

如果你在經(jīng)營(yíng)一家網(wǎng)站，那你應(yīng)該知道幾點(diǎn)因素是你制勝的關(guān)鍵：

• 內(nèi)容有吸引力

• 訪問速度快

• 支持頻繁的用戶互動(dòng)

• 可以在各處瀏覽無障礙

另外，你的網(wǎng)站必須能在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行，考慮到全球的用戶訪問體驗(yàn)。你的網(wǎng)站也會(huì)隨著使用越來越多的對(duì)象（如圖片、幀、CSS及APIs）和形形色色的動(dòng)作（分享、跟蹤）而系統(tǒng)逐漸龐大。所以，系統(tǒng)變慢帶來用戶的流失。

Google及其它網(wǎng)站的研究表明，一個(gè)網(wǎng)站每慢一秒鐘，就會(huì)丟失許多訪客，甚至這些訪客永遠(yuǎn)不會(huì)再次光顧這些網(wǎng)站。可以想像，如果網(wǎng)站是你的盈利渠道或是品牌窗口，那么網(wǎng)站速度慢將是一個(gè)致命的打擊。

這就是你使用CDN的第一個(gè)也是最重要的原因：為了加速網(wǎng)站的訪問

除此之外，CDN還有一些作用：

1. 為了實(shí)現(xiàn)跨運(yùn)營(yíng)商、跨地域的全網(wǎng)覆蓋

互聯(lián)不互通、區(qū)域ISP地域局限、出口帶寬受限制等種種因素都造成了網(wǎng)站的區(qū)域性無法訪問。CDN加速可以覆蓋全球的線路，通過和運(yùn)營(yíng)商合作，部署IDC資源，在全國(guó)骨干節(jié)點(diǎn)商，合理部署CDN邊緣分發(fā)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，充分利用帶寬資源，平衡源站流量。

2. 為了保障你的網(wǎng)站安全

CDN的負(fù)載均衡和分布式存儲(chǔ)技術(shù)，可以加強(qiáng)網(wǎng)站的可靠性，相當(dāng)無無形中給你的網(wǎng)站添加了一把保護(hù)傘，應(yīng)對(duì)絕大部分的互聯(lián)網(wǎng)攻擊事件。防攻擊系統(tǒng)也能避免網(wǎng)站遭到惡意攻擊。

3. 為了異地備援

當(dāng)某個(gè)服務(wù)器發(fā)生意外故障時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)調(diào)用其他臨近的健康服務(wù)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行服務(wù)，進(jìn)而提供接近100%的可靠性，這就讓你的網(wǎng)站可以做到永不宕機(jī)。

4. 為了節(jié)約成本投入

使用CDN加速可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的全國(guó)鋪設(shè)，你根據(jù)不用考慮購(gòu)買服務(wù)器與后續(xù)的托管運(yùn)維，服務(wù)器之間鏡像同步，也不用為了管理維護(hù)技術(shù)人員而煩惱，節(jié)省了人力、精力和財(cái)力。

5. 為了讓你更專注業(yè)務(wù)本身

CDN加速?gòu)S商一般都會(huì)提供一站式服務(wù)，業(yè)務(wù)不僅限于CDN，還有配套的云存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)服務(wù)、視頻云服務(wù)等，而且一般會(huì)提供7x24運(yùn)維監(jiān)控支持，保證網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)暢通，你可以放心使用。并且將更多的精力投入到發(fā)展自身的核心業(yè)務(wù)之上。

CDN與傳統(tǒng)網(wǎng)站訪問的區(qū)別

CDN主要功能是在不同的地點(diǎn)緩存內(nèi)容，通過負(fù)載均衡技術(shù)，將用戶的請(qǐng)求定向到最合適的緩存服務(wù)器上去獲取內(nèi)容，比如說，是北京的用戶，我們讓他訪問北京的節(jié)點(diǎn)，深圳的用戶，我們讓他訪問深圳的節(jié)點(diǎn)。通過就近訪問，加速用戶對(duì)網(wǎng)站的訪問。解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁堵狀況，提高用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度。

傳統(tǒng)訪問訪問：

使用了CDN的網(wǎng)站訪問：

與傳統(tǒng)訪問方式不同，CDN網(wǎng)絡(luò)則是在用戶和服務(wù)器之間增加緩存層，將用戶的訪問請(qǐng)求引導(dǎo)到最優(yōu)的緩存節(jié)點(diǎn)而不是服務(wù)器源站點(diǎn)，從而加速訪問速度。

完整的CDN工作流程：

通過權(quán)威DNS服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)點(diǎn)的選擇，通過緩存來減少源站的壓力

CDN的應(yīng)用場(chǎng)景

1、網(wǎng)站站點(diǎn)/應(yīng)用加速

站點(diǎn)或者應(yīng)用中大量靜態(tài)資源的加速分發(fā)，建議將站點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)靜分離，動(dòng)態(tài)文件可以結(jié)合云服務(wù)器ECS，靜態(tài)資源如各類型圖片、html、css、js文件等，建議結(jié)合 對(duì)象存儲(chǔ)OSS 存儲(chǔ)海量靜態(tài)資源，可以有效加速內(nèi)容加載速度，輕松搞定網(wǎng)站圖片、短視頻等內(nèi)容分發(fā)。

2、視音頻點(diǎn)播/大文件下載分發(fā)加速

支持各類文件的下載、分發(fā)，支持在線點(diǎn)播加速業(yè)務(wù)，如mp4、flv視頻文件或者平均單個(gè)文件大小在20M以上，主要的業(yè)務(wù)場(chǎng)景是視音頻點(diǎn)播、大文件下載（如安裝包下載）等，建議搭配對(duì)象存儲(chǔ)OSS使用，可提升回源速度，節(jié)約近2/3回源帶寬成本。

3、視頻直播加速

視頻流媒體直播服務(wù)，支持媒資存儲(chǔ)、切片轉(zhuǎn)碼、訪問鑒權(quán)、內(nèi)容分發(fā)加速一體化解決方案。結(jié)合彈性伸縮服務(wù)，及時(shí)調(diào)整服務(wù)器帶寬，應(yīng)對(duì)突發(fā)訪問流量；結(jié)合媒體轉(zhuǎn)碼服務(wù)，享受高速穩(wěn)定的并行轉(zhuǎn)碼，且任務(wù)規(guī)模無縫擴(kuò)展。

4、移動(dòng)應(yīng)用加速

移動(dòng)APP更新文件（apk文件）分發(fā)，移動(dòng)APP內(nèi)圖片、頁(yè)面、短視頻、UGC等內(nèi)容的優(yōu)化加速分發(fā)。提供httpDNS服務(wù)，避免DNS劫持并獲得實(shí)時(shí)精確的DNS解析結(jié)果，有效縮短用戶訪問時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)。

CDN相關(guān)的術(shù)語解釋

1、Origin Server源站

做 CDN 之前的客戶真正的服務(wù)器。

2、User

訪問者，也就是要訪問網(wǎng)站的網(wǎng)民。

3、Last Mile

最后一公里，也就是網(wǎng)民到他所訪問到的 CDN 服務(wù)器之間的路徑。

4、域名

域名是Internet網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)服務(wù)器或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的名字，全世界，沒有重復(fù)的域名。

5、CNAME記錄

它是一個(gè)別名記錄( Canonical Name )；當(dāng) DNS 系統(tǒng)在查詢 CNAME 左面的名稱的時(shí)候，都會(huì)轉(zhuǎn)向 CNAME 右面的名稱再進(jìn)行查詢，一直追蹤到最后的 PTR 或 A 名稱，成功查詢后才會(huì)做出回應(yīng)，否則失敗。

6、CNAME域名

CDN的域名加速需要用到CNAME記錄，在服務(wù)器控制臺(tái)配置完成CDN加速后，您會(huì)得到一個(gè)加速后的域名，稱之為CNAME域名（該域名一定是*.*http://ABC.com）， 用戶需要將自己的域名作CNAME指向這個(gè)*.*http://ABC.com的域名后，域名解析的工作就正式轉(zhuǎn)向云服務(wù)器，該域名所有的請(qǐng)求都將轉(zhuǎn)向云CDN的節(jié)點(diǎn)。

7、DNS

DNS即Domain Name System，是域名解析服務(wù)的意思。它在互聯(lián)網(wǎng)的作用是：把域名轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)可以識(shí)別的ip地址。人們習(xí)慣記憶域名，但機(jī)器間互相只認(rèn)IP地址，域名與IP地址之間是一一對(duì)應(yīng)的，它們之間的轉(zhuǎn)換工作稱為域名解析，域名解析需要由專門的域名解析服務(wù)器來完成，整個(gè)過程是自動(dòng)進(jìn)行的。比如：上網(wǎng)時(shí)輸入的百度一下，你就知道會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為220.181.112.143

8、邊緣節(jié)點(diǎn)

也稱CDN節(jié)點(diǎn)、Cache節(jié)點(diǎn)等；是相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而提出的一個(gè)概念，指距離最終用戶接入具有較少的中間環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，對(duì)最終接入用戶有較好的響應(yīng)能力和連接速度。其作用是將訪問量較大的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容和對(duì)象保存在服務(wù)器前端的專用cache設(shè)備上，以此來提高網(wǎng)站訪問的速度和質(zhì)量。

9、cache

cache高速緩沖存儲(chǔ)器一種特殊的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，其中復(fù)制了頻繁使用的數(shù)據(jù)以利于快速訪問。存儲(chǔ)器的高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)了頻繁訪問的RAM位置的內(nèi)容及這些數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)地址。當(dāng)處理器引用存儲(chǔ)器中的某地址時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器便檢查是否存有該地址。如果存有該地址，則將數(shù)據(jù)返回處理器;如果沒有保存該地址，則進(jìn)行常規(guī)的存儲(chǔ)器訪問。因?yàn)楦咚倬彌_存儲(chǔ)器總是比主RAM存儲(chǔ)器速度快，所以當(dāng)RAM的訪問速度低于微處理器的速度時(shí)，常使用高速緩沖存儲(chǔ)器。