内容分发网络 CDN

介绍 CDN

内容分发网络（英语：Content Delivery Network 或 Content Distribution Network，缩写：CDN）是建立并覆盖在承载网上，由不同区域的服务器组成的分布式网络。将源站资源缓存到全国各地的边缘服务器，供用户就近获取，降低源站压力。

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CDN 基于这样的原理：

• 挑选最优的设备为用户提供服务；
• 如果某个内容被很多用户所需要，那么就将它缓存到距离用户最近的节点中。

CDN 公司在整个互联网上部署数以百计的 CDN 服务器（Cache），这些服务器通常在运营商的互联网数据中心（Internet Data Center，IDC）中，尽量靠近接入网络和用户。CDN 在 Cache 中复制内容，当内容的提供者更新内容时，CDN 向 Cache 重新分发这些被刷新的内容。

CDN 提供一种机制，当用户请求内容时，该内容能够由以最快速度交付的 Cache 来向用户提供，这个挑选 “最优” 的过程就叫做负载均衡。被选中的最优 Cache 可能最靠近用户，或者有一条与用户之间条件最好的路径。

CDN 的工作过程

使用 CDN 服务的网站是如何向用户提供服务的呢？

基于 DNS 解析的 GSLB 系统是目前 CDN 服务商采用比较多的 GSLB 方案。基于 DNS 解析的 GSLB 系统的实现又有几种不同的方式：

• 通过 CNAME 方式实现负载均衡；
• 负载均衡器作为权威 DNS 服务器；
• 负载均衡器作为代理 DNS 服务器。

其中通过 CNAME 方式实现负载均衡是目前业界使用最多的方式。

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通过 CNAME 方式实现负载均衡，一个用户的访问流程为：

当用户在浏览器的地址栏中输入 URL 并点击回车后，浏览器首先判断 URL 中的是 IP 地址，还是域名。如果 URL 中的是域名，那么首先要做的就是域名解析。

域名解析的过程：首先是浏览器查看浏览器的缓存。

• 1、2、3：如果浏览器中没有该域名的缓存，那么浏览器询问【本地 DNS 解析器】，【本地 DNS 解析器】首先查看本地 DNS 缓存。如果本地 DNS 缓存中没有该域名的缓存，那么【本地 DNS 解析器】请求【本地 DNS 服务器】进行域名解析。
• 4、5、6：如果【本地 DNS 服务器】中没有该域名的缓存，那么【本地 DNS 服务器】向 DNS 系统中的其他远程 DNS 服务器发送查询请求。

在 domain.com 域的域名服务器中，将 host.domain.com 域名的 CNAME 记录设置为其他的域名（CDN 服务商的域名的子域名），比如设置为 host.domain.com.cdn.dnsv1.com。

• 7：【本地 DNS 服务器】获取到 domain.com 域的域名服务器，向其发送 host.domain.com 域名解析请求， domain.com 域的域名服务器返回 CNAME 记录，该 CNAME 记录的值为 host.domain.com.cdn.dnsv1.com（CDN 服务商的域名的子域名）。
• 8：【本地 DNS 服务器】获取到 cdn.dnsv1.com 域的域名服务器（CDN 专用的域名服务器），向其发送 host.domain.com.cdn.dnsv1.com 域名解析请求。

这样就将网站域名的解析权交给了 CDN 专用的域名服务器，由 CDN 专用的域名服务器进行网站域名的解析。

• 9、10：【本地 DNS 服务器】收到域名的解析结果后，【本地 DNS 服务器】缓存数据，并将解析结果返回给【本地 DNS 解析器】。【本地 DNS 解析器】缓存数据，并将解析结果返回给【客户端】。
• 11：【客户端】缓存数据，并向缓存服务器发送请求，缓存服务器响应【客户端】的请求，将用户所需的内容返回给【客户端】。如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，那么这台缓存服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。

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CDN 服务商的职责：CDN 专用的域名服务器将域名解析成缓存服务器的 IP 地址。

CDN 使用者的任务：使用 CDN 服务的网站，将网站域名的解析权交给 CDN 专用的域名服务器，再将需要分发的内容注入 CDN（或者由 CDN 拉取），就可以实现内容加速了。

CDN 的应用

CDN 可完成：内容缓存、负载均衡、流媒体加速、动态内容加速 等任务。

参考资料

《CDN 技术详解》

CDN技术详解-雷葆华著-微信读书 (qq.com)

内容分发网络 | 凤凰架构 (icyfenix.cn)