一、是什麼
CDN (全稱 Content Delivery Network),即內容分發網路
構建在現有網路基礎之上的智慧虛擬網路,依靠部署在各地的邊緣伺服器,透過中心平臺的負載均衡、內容分發、排程等功能模組,使使用者就近獲取所需內容,降低網路擁塞,提高使用者訪問響應速度和命中率。CDN
的關鍵技術主要有內容儲存和分發技術
簡單來講,CDN
就是根據使用者位置分配最近的資源
於是,使用者在上網的時候不用直接訪問源站,而是訪問離他“最近的”一個 CDN 節點,術語叫邊緣節點,其實就是快取了源站內容的代理伺服器。如下圖:
二、原理分析
在沒有應用CDN
時,我們使用域名訪問某一個站點時的路徑為
使用者提交域名→瀏覽器對域名進行解釋→
DNS
解析得到目的主機的IP地址→根據IP地址訪問發出請求→得到請求資料並回復
應用CDN
後,DNS
返回的不再是 IP
地址,而是一個CNAME
(Canonical Name ) 別名記錄,指向CDN
的全域性負載均衡
CNAME
實際上在域名解析的過程中承擔了中間人(或者說代理)的角色,這是CDN
實現的關鍵
負載均衡系統
由於沒有返回IP
地址,於是本地DNS
會向負載均衡系統再傳送請求 ,則進入到CDN
的全域性負載均衡系統進行智慧排程:
-
看使用者的 IP 地址,查表得知地理位置,找相對最近的邊緣節點
-
看使用者所在的運營商網路,找相同網路的邊緣節點
-
檢查邊緣節點的負載情況,找負載較輕的節點
-
其他,比如節點的“健康狀況”、服務能力、頻寬、響應時間等
結合上面的因素,得到最合適的邊緣節點,然後把這個節點返回給使用者,使用者就能夠就近訪問CDN
的快取代理
整體流程如下圖:
快取代理
快取系統是 CDN
的另一個關鍵組成部分,快取系統會有選擇地快取那些最常用的那些資源
其中有兩個衡量CDN
服務質量的指標:
- 命中率:使用者訪問的資源恰好在快取系統裡,可以直接返回給使用者,命中次數與所有訪問次數之比
- 回源率:快取裡沒有,必須用代理的方式回源站取,回源次數與所有訪問次數之比
快取系統也可以劃分出層次,分成一級快取節點和二級快取節點。一級快取配置高一些,直連源站,二級快取配置低一些,直連使用者
回源的時候二級快取只找一級快取,一級快取沒有才回源站,可以有效地減少真正的回源
現在的商業 CDN
命中率都在 90% 以上,相當於把源站的服務能力放大了 10 倍以上
三、總結
CDN
目的是為了改善網際網路的服務質量,通俗一點說其實就是提高訪問速度
CDN
構建了全國、全球級別的專網,讓使用者就近訪問專網裡的邊緣節點,降低了傳輸延遲,實現了網站加速
透過CDN
的負載均衡系統,智慧排程邊緣節點提供服務,相當於CDN
服務的大腦,而快取系統相當於CDN
的心臟,快取命中直接返回給使用者,否則回源
參考文獻
- https://zh.wikipedia.org/wiki/內容傳遞網路
- https://juejin.cn/post/6844903890706661389#heading-5
- https://blog.csdn.net/lxx309707872/article/details/109078783