智慧CDN(上):CDN的訪問過程和加速原理

youbingke發表於2022-10-09

CDN(Content Delivery Network, 內容分發網路)是為加快網路訪問速度而建立在現有網路之上的分散式網路,它依靠部署在全球各地邊緣節點的伺服器群,透過負載均衡,內容釋出,內容管理和內容儲存的功能,由CDN伺服器叢集分擔源站點伺服器叢集的壓力,使使用者可以就近獲取已快取的訪問資源,避免網路擁堵,加快訪問速度。與此同時,CDN是基於DNS解析進行管理的,其利用DNS技術和HTTPS協議確保了傳輸內容的安全性,保障使用者的訪問內容的安全性。

CDN的訪問過程/加速原理

CDN的基本原理是依靠部署在各個區域大量快取伺服器的響應。當使用者訪問網站時,不需要訪問站點的DNS伺服器,而是利用全域性負載技術將使用者的請求直接指向最近的快取伺服器上,且保證伺服器是正常工作的,訪問的路徑和內容是傳輸安全的,由此快取伺服器直接響應客戶的請求。訪問快取伺服器可以儘可能地避免網路擁堵狀況,使傳輸的內容更加迅速和穩定。

CDN的訪問過程依賴於DNS的重定向技術,即將使用者定向至地理位置上距離其最近的邊緣CDN節點伺服器上。使用者首先向根DNS伺服器傳送域名解析請求,根DNS伺服器向授權DNS伺服器傳送域名解析請求,請求中包含了根伺服器的IP地址,當域名解析伺服器/根DNS伺服器接受到一個CNAME類的DNS記錄,域名解析伺服器會重定向到CDN節點網路層中的智慧CDN域名伺服器上,CDN域名伺服器將進行一系列的智慧解析操作,根據本地DNS域名解析伺服器的IP地址,分析各個網路線路的擁堵情況和負載情況,將最適合的CDN節點伺服器IP地址返還給根DNS伺服器,使用者接受到CDN節點的IP地址後,直接向CDN節點伺服器傳送請求獲取網站內容(圖1, CDN的加速原理)。

圖1 CDN的加速原理

注:

步驟2與步驟3,若本地DNS中的資料快取過期或已經失效,本地伺服器向根伺服器發出請求,根伺服器返回可查詢的授權DNS伺服器地址;若本地DNS伺服器快取中可直接查詢到IP地址,無需向根伺服器發出請求。

步驟10與步驟11,如果CDN節點並沒有使用者所需的快取資源或是資源已經失效,節點將向源服務機叢集*發出請求,CDN節點將結合使用者定製的快取策略將源伺服器叢集返回的資源快取至CDN節點,再返回內容給使用者;若訪問的CDN節點可調取快取資源,將直接返回使用者訪問內容。


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