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内容分发网络CDN

收藏 2022-06-18 23:00:01   59   博客园
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一、CDN是什么?

CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的CACHE(缓存)层,将网站的内容发布到最接近用户的网络”边缘“的节点,使用户可以就近取得所需的内容(就近原则),提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因,提高用户访问网站的响应速度。

CDN的优势很明显:

(1)CDN节点解决了跨运营商和跨地域访问的问题,访问延时大大降低;
(2)大部分请求在CDN边缘节点完成,CDN起到了分流作用,减轻了源站的负载。

二、CDN的相关技术

CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持,其中负载均衡技术动态内容分发与复制技术缓存技术是比较主要的几个,下面让我们简单看一下这几种技术。

2.1、负载均衡技术

在CDN中,负载均衡又分为服务器负载均衡和服务器整体负载均衡(也有的称为服务器全局负载均衡)。服务器负载均衡是指能够在性能不同的服务器之间进行任务分配,既能保证性能差的服务器不成为系统的瓶颈,又能保证性能高的服务器的资源得到充分利用。而服务器整体负载均衡允许Web网络托管商、门户站点和企业根据地理位置分配内容和服务。通过使用多站点内容和服务来提高容错性和可用性,防止因本地网或区域网络中断、断电或自然灾害而导致的故障。在CDN的方案中服务器整体负载均衡将发挥重要作用,其性能高低将直接影响整个CDN的性能。

2.2、动态内容分发与复制技术

大家都知道,网站访问响应速度取决于许多因素,如网络的带宽是否有瓶颈、传输途中的路由是否有阻塞和延迟、网站服务器的处理能力及访问距离等。多数情况下,网站响应速度和访问者与网站服务器之间的距离有密切的关系。如果访问者和网站之间的距离过远的话,它们之间的通信一样需要经过重重的路由转发和处理,网络延误不可避免。一个有效的方法就是利用内容分发与复制技术,将占网站主体的大部分静态网页、图像和流媒体数据分发复制到各地的加速节点上。所以动态内容分发与复制技术也是CDN所需的一个主要技术。

2.3、缓存技术

缓存技术已经不是一种新鲜技术。Web缓存服务通过几种方式来改善用户的响应时间,如代理缓存服务、透明代理缓存服务、使用重定向服务的透明代理缓存服务等。通过Web缓存服务,用户访问网页时可以将广域网的流量降至最低。对于公司内联网用户来说,这意味着将内容在本地缓存,而无须通过专用的广域网来检索网页。对于Internet用户来说,这意味着将内容存储在他们的ISP的缓存器中,而无须通过Internet来检索网页。这样无疑会提高用户的访问速度。CDN的核心作用正是提高网络的访问速度,所以,缓存技术将是CDN所采用的又一个主要技术。

三、CDN工作过程

  1. 当用户输入网址回车后,经过本地DNS系统解析,DNS会将最终的域名解析权交给CNAME 指向的CDN 专用DNS服务器。

  2. CDN的DNS服务器将 CDN的全局负载均衡 设备ip 地址返回给浏览器

  3. 用户向 CDN的全局负载均衡服务器 发起内容url 请求

  4. CDN全局负载均衡服务器根据 用户请求的IP地址,url等信息,选择一台用户所属区域的负载均衡设备,告诉用户向这台设备发起请求。

  5. CDN区域负载均衡服务器会为用户 选择一台合适的缓存服务器提供服务,选择的依据主要是:离用户距离要近,缓存服务器上是否用户所需内容,以及各个缓存当前的一个负载均衡情况。选择出一个最优的 缓存服务器ip地址。

  6. 全局负载均衡服务器将 缓存服务器的ip地址给到用户。

  7. 用户向缓存服务器发起请求。缓存服务器响应用户请求,将用户所需内容传送到用户终端。如果缓存服务器上没有用户想要的内容,那么这台服务器就会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,并将内容拉取到本地。

细节流程图:

整体图:

通过dig或nslookup查看域名解析:

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