如何理解CDN? 说说实现原理?

是什么

CDN (全称 Content Delivery Network), 即内容分发网络

构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络, 依靠部署在各地的边缘服务器, 通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块, 使用户就近获取所需内容, 降低网络拥塞, 提高用户访问响应速度和命中率。CDN的关键技术主要有内容存储和分发技术

简单来讲, CDN就是根据用户位置分配最近的资源

于是, 用户在上网的时候不用直接访问源站, 而是访问离他“最近的”一个 CDN 节点, 术语叫边缘节点, 其实就是缓存了源站内容的代理服务器。如下图:

在没有应用CDN时, 我们使用域名访问某一个站点时的路径为

用户提交域名→浏览器对域名进行解释→DNS解析得到目的主机的IP地址→根据IP地址访问发出请求→得到请求数据并回复

应用CDN后, DNS返回的不再是 IP地址, 而是一个CNAME(Canonical Name ) 别名记录, 指向CDN的全局负载均衡

CNAME实际上在域名解析的过程中承担了中间人(或者说代理)的角色, 这是CDN实现的关键

由于没有返回IP地址, 于是本地DNS会向负载均衡系统再发送请求 , 则进入到CDN的全局负载均衡系统进行智能调度:

结合上面的因素, 得到最合适的边缘节点, 然后把这个节点返回给用户, 用户就能够就近访问CDN的缓存代理

整体流程如下图:

缓存系统是 CDN 的另一个关键组成部分, 缓存系统会有选择地缓存那些最常用的那些资源

其中有两个衡量CDN服务质量的指标:

缓存系统也可以划分出层次, 分成一级缓存节点和二级缓存节点。一级缓存配置高一些, 直连源站, 二级缓存配置低一些, 直连用户

回源的时候二级缓存只找一级缓存, 一级缓存没有才回源站, 可以有效地减少真正的回源

现在的商业 CDN命中率都在 90% 以上, 相当于把源站的服务能力放大了 10 倍以上

CDN目的是为了改善互联网的服务质量, 通俗一点说其实就是提高访问速度

CDN构建了全国、全球级别的专网, 让用户就近访问专网里的边缘节点, 降低了传输延迟, 实现了网站加速

通过CDN的负载均衡系统, 智能调度边缘节点提供服务, 相当于CDN服务的大脑, 而缓存系统相当于CDN的心脏, 缓存命中直接返回给用户, 否则回源