CDN(Content Delivery Network)技術原理概要

簡介

1. CDN(Content Delivery Network)即內容分發網絡，依靠部署在各地的邊緣服務器，通過中心平台的負載均衡、內容分發、調度等功能，使用戶就近獲取所需內容，提高用戶訪問響應速度和命中率。---- 來自：CDN百度百科
   舉個簡單的例子：讓原本上海的瀏覽器要訪問北京主站內容的請求，轉而由部署在上海或其他地方的緩存來受理，這樣請求的數據只需要經過很短的距離就能夠到達請求端，有效利用帶寬並降低主站壓力

工作原理

1. CDN網絡一般分為中心節點和邊緣節點

   1. 中心節點功能：監控邊緣節點的情況（可用性，擁塞程度），全局負載均衡管理，與主站點進行數據同步

2. CDN工作原理：
   瀏覽器訪問一個網站所經歷的步驟

   1. 未加CDN緩存的網站
      1. 用戶在瀏覽器地址欄輸入要訪問的域名
      2. 瀏覽器解析域名得到對應的IP地址，再向此IP地址的服務器發出訪問請求
      3. 瀏覽器根據服務器返回的東西顯示網頁內容
   2. 加CDN緩存的網站
      1. 用戶在瀏覽器中輸入要訪問的域名
      2. 瀏覽器對域名解析，（CDN對域名解析過程進行了調整）得到該域名的CNAME記錄，然后利用全局的負載均衡DNS解析得到實際的IP地址
      3. 瀏覽器在得到了實際的IP地址（緩存服務器的IP）后向緩存服務器發出訪問請求
      4. 緩存服務器根據瀏覽器提供的要訪問的域名通過DNS解析得到該域名對應的實際的IP地址，然后該緩存服務器向此實際IP地址提交訪問請求
      5. 緩存服務器從實際IP地址得到內容后，進行兩個操作：
         1. 將得到的內容保存到本地，以便以后使用
         2. 將獲取的內容返回給客戶端，完成數據服務過程

3. 示例：

   1. 如圖所示：
      
   2. 瀏覽器訪問站點的步驟：
      1. 用戶在瀏覽器的地址欄中輸入www.web.com，然后回車，瀏覽器發現本地沒有DNS緩存，就向網站的DNS服務器請求
      2. 網站的DNS域名解析器設置了CNAME，指向了www.web.51cdn.com（CDN只能接職能負載均衡系統）
      3. 職能DNS負載均衡系統解析域名，把對用戶響應速度最快的IP節點返回給用戶
      4. 瀏覽器向該IP節點發送請求
      5. 第一次訪問的時候，CDN服務器請求原web站點，得到內容后一方面將得到的內容緩存到本地；另一方面將請求的結果返回給客戶端（下次訪問的時候，如果節點的緩存內容可用的話，就不會再請求原web站點了）

4. CDN關鍵技術
   CND關鍵技術有：內容路由技術、內容分發技術、內容存儲技術、內容管理技術

   1. 內容路由功能
      1. CDN的負載均衡系統實現CDN的內容路由功能。CDN內容路由功能作用使用戶請求到達CDN網絡中的最佳節點
      2. 全局負載均衡主要目的是讓用戶的請求到達CDN網絡中最近的節點
      3. 局部負載均衡 在特定的范圍內尋找一台合適的節點提供服務（要考慮到節點的健康性、負載情況、支持的媒體格式等運行狀態）
   2. 內容分發技術
      內容分發技術主要是PUSH和PULL
      1. PUSH是一種主動分發的技術，通常由內容管理系統發起，將內容從源或者中心媒體資源庫發布到各個邊緣的Cache節點（HTTP/FTP）
      2. PULL 是一種被動的分發技術，當用戶請求的內容不在請求所達到的邊緣Cache的節點上時，該節點會從內容源或其他節點PULL下所需的內容（按需分發）
   3. 內容存儲技術
      1. 內容源的存儲
         通常采用海量存儲架構（內容的規模及吞吐量較大）
      2. 在Cache節點中的存儲
         Cache節點的存儲要考慮：
         1. 功能上，對各種內容格式的支持、對部分緩存的支持
         2. 性能上，容量大小，吞吐率、可靠性及穩定性
   4. 內容管理技術
      本地內容管理（對Cache節點而言）的目標是提高內容服務的效率，提高本地節點的存儲利用率。
      1. 本地內容索引是實現基於內容感知調度的關鍵
      2. 本地內容的復制。通常為了提高存儲的效率，同一個內容只在某個特定的節點中存儲一份，當對該內容的訪問超過這個節點的能力范圍，就將該內容進行分發到其他節點上
      3. 本地內容訪問狀態的收集。搜集各個節點上各個內容訪問的統計信息，節點可用服務能力及內容變化的情況

   注：在這里只是簡單介紹了一下這幾種技術，並不是特別詳細，先對這些有個大概了解，方便以后的學習，如果感覺本文的內容說的不具體的話可以看一下這篇文章：CDN技術詳解及實現原理，因為有些東西我還不懂，所以有些內容還未涉及到，請大家見諒。

注：本文參考 CDN 及 CDN的四大關鍵技術
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