今天就跟大家聊聊有關(guān)“什么是CDN？有什么用途？如何使用？”的內(nèi)容，可能很多人都不太了解，為了讓大家認(rèn)識(shí)和更進(jìn)一步的了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望這篇“什么是CDN？有什么用途？如何使用？”文章能對(duì)大家有幫助。

CDN-內(nèi)容推送網(wǎng)絡(luò)

前段時(shí)間介紹了瀏覽器緩存機(jī)制，通過瀏覽器緩存一方面可以改善用戶的體驗(yàn)，而不用漫長(zhǎng)地等待從服務(wù)器下載資源；另一方面減輕服務(wù)器壓力、節(jié)省流量。CDN是另一種可以大幅度優(yōu)化用戶體驗(yàn)，且減輕服務(wù)器壓力的技術(shù)。下面就自己了解的CDN技術(shù)分享下。

CDN的實(shí)現(xiàn)是一組技術(shù)的組合，每個(gè)技術(shù)都可以單獨(dú)成文詳細(xì)討論，這里就不深入每個(gè)技術(shù)。內(nèi)容目錄：

1.    什么是CDN？    1

2.       CDN技術(shù)原理... 1

2.1.       分布式存儲(chǔ)... 1

2.2.       內(nèi)容管理... 2

2.3.       負(fù)載均衡... 2

2.4.       網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的重定向... 2

3.       CDN資源訪問流程... 3

4.       關(guān)于CDN的疑問... 3

4.1.       使用CDN后，如何獲取客戶端真實(shí)IP？... 3

4.2.       采用CDN服務(wù)以后如何保證內(nèi)容的更新和同步？... 4

 

1.    什么是CDN？

CDN的全稱是Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。其目的是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)"邊緣"（邊緣服務(wù)器），使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等原因所造成的用戶訪問網(wǎng)站響應(yīng)速度慢的問題。

2.    CDN技術(shù)原理

CDN技術(shù)是在美國(guó)首先興起并迅速發(fā)展起來的一種解決互聯(lián)網(wǎng)性能不佳問題的有效手段。其基本思路就是盡可能避開互聯(lián)網(wǎng)上有可能影響數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性的瓶頸和環(huán)節(jié)，使內(nèi)容傳輸?shù)母?、更穩(wěn)。通過在網(wǎng)絡(luò)各處放置節(jié)點(diǎn)服務(wù)器所構(gòu)成的在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，CDN系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點(diǎn)的連接、負(fù)載狀況以及到用戶的距離和響應(yīng)時(shí)間等綜合信息將用戶的請(qǐng)求重新導(dǎo)向離用戶最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。

CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由兩大部分，分為中心和邊緣兩部分，中心指CDN網(wǎng)管中心和DNS重定向解析中心，負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡，設(shè)備系統(tǒng)安裝在管理中心機(jī)房；邊緣主要指異地節(jié)點(diǎn)，CDN分發(fā)的載體，主要由Cache和負(fù)載均衡器等組成。

實(shí)際上，CDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式，它是為能在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)發(fā)布寬帶豐富媒體而特別優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋層；而從廣義的角度，CDN代表了一種基于質(zhì)量與秩序的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式。簡(jiǎn)單地說，CDN是一個(gè)經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，包括分布式存儲(chǔ)、負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的重定向和內(nèi)容管理４個(gè)要件。

2.1.         分布式存儲(chǔ)

這點(diǎn)顯而易見，CDN網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)資源分布到各個(gè)地理位置、各個(gè)網(wǎng)段。存儲(chǔ)系統(tǒng)作為CDN系統(tǒng)密不可分的一部分，將CDN分發(fā)的文件和數(shù)據(jù)庫(kù)表記錄內(nèi)容存儲(chǔ)起來，提供持續(xù)服務(wù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)采用三級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)，包括核心存儲(chǔ)、CDN服務(wù)節(jié)點(diǎn)分布式緩存和終端本地緩存。任意一個(gè)點(diǎn)的存儲(chǔ)崩潰或失效，并不影響系統(tǒng)服務(wù)的可用性。

圖：當(dāng)下云摘CDN的存儲(chǔ)示意圖（其它CDN也是類似）

如CDN系統(tǒng)在5大運(yùn)營(yíng)商（中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)鐵通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通）以及2大專有網(wǎng)絡(luò)（中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)、中國(guó)科技網(wǎng)）都布有CDN節(jié)點(diǎn)。這樣就消除了不同運(yùn)營(yíng)商之間互聯(lián)的瓶頸造成的影響，實(shí)現(xiàn)了跨運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)加速，保證不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能得到良好的訪問質(zhì)量。

2.2.         內(nèi)容管理

內(nèi)容管理和全局的網(wǎng)絡(luò)流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通過用戶就近性和服務(wù)器負(fù)載的判斷，CDN確保內(nèi)容以一種極為高效的方式為用戶的請(qǐng)求提供服務(wù)。總的來說，內(nèi)容服務(wù)基于緩存服務(wù)器，也稱作代理緩存(Surrogate)，它位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣，距用戶僅有"一跳"(Single Hop)之遙。同時(shí)，代理緩存是內(nèi)容提供商源服務(wù)器（通常位于CDN服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心）的一個(gè)透明鏡像。這樣的架構(gòu)使得CDN服務(wù)提供商能夠代表他們客戶，即內(nèi)容供應(yīng)商，向最終用戶提供盡可能好的體驗(yàn)，而這些用戶是不能容忍請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間有任何延遲的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用CDN技術(shù)，能處理整個(gè)網(wǎng)站頁(yè)面的 70%～95％的內(nèi)容訪問量，減輕服務(wù)器的壓力，提升了網(wǎng)站的性能和可擴(kuò)展性。

2.3.         負(fù)載均衡

CDN負(fù)載均衡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CDN的內(nèi)容路由功能。它的作用是將用戶的請(qǐng)求導(dǎo)向整個(gè)CDN網(wǎng)絡(luò)中的最佳節(jié)點(diǎn)。最佳節(jié)點(diǎn)的選定可以根據(jù)多種策略，例如距離最近、節(jié)點(diǎn)負(fù)載最輕等。負(fù)載均衡系統(tǒng)是整個(gè)CDN的核心，負(fù)載均衡的準(zhǔn)確性和效率直接決定了整個(gè)CDN的效率和性能。通常負(fù)載均衡可以分為兩個(gè)層次：全局負(fù)載均衡（GSLB）和本地負(fù)載均衡（SLB）。

l  全局負(fù)載均衡（GSLB）主要的目的是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)將用戶的請(qǐng)求定向到最近的節(jié)點(diǎn)（或者區(qū)域）。因此，就近性判斷是全局負(fù)載均衡的主要功能。

l  本地負(fù)載均衡一般局限于一定的區(qū)域范圍內(nèi)，其目標(biāo)是在特定的區(qū)域范圍內(nèi)尋找一臺(tái)最適合的節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，因此，CDN節(jié)點(diǎn)的健康性、負(fù)載情況、支持的媒體格式等運(yùn)行狀態(tài)是本地負(fù)載均衡進(jìn)行決策的主要依據(jù)。

負(fù)載均衡可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)，主要的方法包括DNS、應(yīng)用層重定向、傳輸層重定向等等。對(duì)于全局負(fù)載均衡而言，為了執(zhí)行就近性判斷，通常可以采用兩種方式，一種是靜態(tài)的配置，例如根據(jù)靜態(tài)的IP地址配置表進(jìn)行IP地址到CDN節(jié)點(diǎn)的映射。另一種方式是動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，例如實(shí)時(shí)地讓CDN節(jié)點(diǎn)探測(cè)到目標(biāo)IP的距離（可以采用RRT，Hops作為度量單位），然后比較探測(cè)結(jié)果進(jìn)行負(fù)載均衡。當(dāng)然，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的方式也可以綜合起來使用。

對(duì)于本地負(fù)載均衡而言，為了執(zhí)行有效的決策，需要實(shí)時(shí)地獲取Cache設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。獲取的方法一般有兩種，一種是主動(dòng)探測(cè)，一種是協(xié)議交互。主動(dòng)探測(cè)針對(duì)SLB設(shè)備和Cache設(shè)備沒有協(xié)議交互接口的情況，通過ping等命令主動(dòng)發(fā)起探測(cè)，根據(jù)返回結(jié)果分析狀態(tài)。另一種是協(xié)議交互，即SLB和 Cache根據(jù)事先定義好的協(xié)議實(shí)時(shí)交換運(yùn)行狀態(tài)信息，以便進(jìn)行負(fù)載均衡。比較而言，協(xié)議交互比探測(cè)方式要準(zhǔn)確可靠，但是目前尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，各廠家的實(shí)現(xiàn)一般僅是私有協(xié)議，互通比較困難。

2.4.         網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的重定向

當(dāng)用戶訪問了使用CDN服務(wù)的資源時(shí)，DNS域名服務(wù)器通過CNAME方式將最終域名請(qǐng)求重定向到CDN系統(tǒng)中的智能DNS負(fù)載均衡系統(tǒng)。智能DNS負(fù)載均衡系統(tǒng)通過一組預(yù)先定義好的策略（如內(nèi)容類型、地理區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況等），將當(dāng)時(shí)能夠最快響應(yīng)用戶的節(jié)點(diǎn)地址提供給用戶，使用戶可以得到快速的服務(wù)。

同時(shí)，它還與分布在不同地點(diǎn)的所有CDN節(jié)點(diǎn)保持通信，搜集各節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)，確保不將用戶的請(qǐng)求分配到任何一個(gè)已經(jīng)不可用的節(jié)點(diǎn)上。

3.    CDN資源訪問流程

使用了CDN服務(wù)后，用戶的訪問流程如下圖所示：

圖：CDN用戶訪問流程圖（摘自：思必達(dá)CDN）

1. 用戶向?yàn)g覽器提供要訪問網(wǎng)站的域名，域名解析的請(qǐng)求被發(fā)往網(wǎng)站的DNS域名解析服務(wù)器；
2. 由于網(wǎng)站的DNS域名解析服務(wù)器對(duì)此域名的解析設(shè)置了CNAME，請(qǐng)求被指向CDN網(wǎng)絡(luò)中的智能DNS負(fù)載均衡系統(tǒng)；
3. 智能DNS負(fù)載均衡系統(tǒng)對(duì)域名進(jìn)行智能解析，將響應(yīng)速度最快的節(jié)點(diǎn)IP返回給用戶；
4. 瀏覽器在得到速度最快節(jié)點(diǎn)的IP地址以后，向CDN節(jié)點(diǎn)發(fā)出訪問請(qǐng)求；
5. 由于是第一次訪問，CDN節(jié)點(diǎn)將回到源站取用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)并發(fā)給用戶；
6. 當(dāng)有其他用戶再次訪問同樣內(nèi)容時(shí)，CDN將直接將數(shù)據(jù)返回給客戶，完成請(qǐng)求/服務(wù)過程。

同時(shí)，它還與分布在不同地點(diǎn)的所有CDN節(jié)點(diǎn)保持通信，搜集各節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)，確保不將用戶的請(qǐng)求分配到任何一個(gè)已經(jīng)不可用的節(jié)點(diǎn)上。

4.    關(guān)于CDN的疑問

4.1.           使用CDN后，如何獲取客戶端真實(shí)IP？

使用CDN服務(wù)之后獲得原始IP地址發(fā)生變化。因?yàn)樵捶?wù)器的請(qǐng)求都來自CDN節(jié)點(diǎn)，不知道客戶原始IP。一般來說，CDN節(jié)點(diǎn)會(huì)以某種方式將源客戶端的IP傳遞給源服務(wù)器，如有的網(wǎng)宿CDN，它是將源IP添加到了一個(gè)叫“Cdn-Src-Ip”的Http Header里，以C#語(yǔ)言為例，獲得客戶端真實(shí)IP的方式如下：（根據(jù)不同的CDN提供商可能會(huì)有所不同）。

C#代碼

String srcIp = Request.Headers["Cdn-Src-Ip"];    if(srcIp == null)    {         srcIp = Request.UserHostAddress; }

 

或者從HTTP請(qǐng)求Header中“HTTP_X_FORWARDED_FOR”字段獲得。HTTP_X_FORWARDED_FOR的值是："原始真實(shí)IP,1層代理IP,2層代理IP,....."。判斷HTTP_X_FORWARDED_FOR是否為空（沒有使用CDN或代理這個(gè)字段為空），不為空把這個(gè)作為IP地址。這是一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法。至于很復(fù)雜的情況就不處理了，比如多層代理。

4.2.           采用CDN服務(wù)以后如何保證內(nèi)容的更新和同步？

在CDN服務(wù)中，CDN節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)容與源網(wǎng)站內(nèi)容的同步主要是靠設(shè)置刷新時(shí)間策略來實(shí)現(xiàn)的。針對(duì)不同的內(nèi)容設(shè)置不同的刷新時(shí)間，對(duì)于更新頻率比較低的內(nèi)容可以設(shè)置較長(zhǎng)的刷新時(shí)間以減輕回源站的訪問壓力；對(duì)頻繁更新的內(nèi)容，我們可以設(shè)置成10分鐘或更短，以此來保證內(nèi)容的同步。設(shè)置刷新時(shí)間可以按目錄來設(shè)置，也可以按具體URL來設(shè)置，或按某個(gè)關(guān)鍵字段來設(shè)置，非常靈活。

現(xiàn)在大家對(duì)于什么是CDN？有什么用途？如何使用？的內(nèi)容應(yīng)該都有一定的認(rèn)識(shí)了吧，希望這篇能對(duì)大家有所幫助。最后，想要了解更多，歡迎關(guān)注群英網(wǎng)絡(luò)，群英網(wǎng)絡(luò)將為大家推送更多相關(guān)的文章。

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