前端cdn加速如何實作_前端必知必會： CDN加速原理

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作者：Kandy | 編輯：前端妹

來自：code秘密花園

前端技術精選(ID：FrontEndTech)第 86 次推文 圖源：百度 上一篇：淺析鴻蒙 JavaScript GUI 技術棧

正文

一、什麼是 CDN

CDN的全稱是(Content Delivery Network)，即内容分發網絡。其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的CACHE(緩存)層，将網站的内容釋出到最接近使用者的網絡”邊緣“的節點，使使用者可以就近取得所需的内容，提高使用者通路網站的響應速度。從技術上全面解決由于網絡帶寬小、使用者通路量大、網點分布不均等原因，提高使用者通路網站的響應速度。

簡單的說，CDN的工作原理就是将您源站的資源緩存到位于全球各地的CDN節點上，使用者請求資源時，就近傳回節點上緩存的資源，而不需要每個使用者的請求都回您的源站擷取，避免網絡擁塞、緩解源站壓力，保證使用者通路資源的速度和體驗

CDN對網絡的優化作用主要展現在如下幾個方面

• 解決伺服器端的“第一公裡”問題
• 緩解甚至消除了不同營運商之間互聯的瓶頸造成的影響
• 減輕了各省的出口帶寬壓力
• 緩解了骨幹網的壓力
• 優化了網上熱點内容的分布

二、CDN工作原理

傳統通路過程

由上圖可見，使用者通路未使用CDN緩存網站的過程為:

1.使用者輸入通路的域名,作業系統向 LocalDns 查詢域名的ip位址.

2.LocalDns向 ROOT DNS 查詢域名的授權伺服器(這裡假設LocalDns緩存過期)

3.ROOT DNS将域名授權dns記錄回應給 LocalDns

4.LocalDns得到域名的授權dns記錄後,繼續向域名授權dns查詢域名的ip位址

5.域名授權dns 查詢域名記錄後，回應給 LocalDns

6.LocalDns 将得到的域名ip位址，回應給 使用者端

7.使用者得到域名ip位址後，通路站點伺服器

8.站點伺服器應答請求，将内容傳回給用戶端.

CDN通路過程

通過上圖，我們可以了解到，使用了CDN緩存後的網站的通路過程變為：

1.使用者輸入通路的域名,作業系統向 LocalDns 查詢域名的ip位址.

2.LocalDns向 ROOT DNS 查詢域名的授權伺服器(這裡假設LocalDns緩存過期)

3.ROOT DNS将域名授權dns記錄回應給 LocalDns

4.LocalDns得到域名的授權dns記錄後,繼續向域名授權dns查詢域名的ip位址

5.域名授權dns 查詢域名記錄後(一般是CNAME)，回應給 LocalDns

6.LocalDns 得到域名記錄後,向智能排程DNS查詢域名的ip位址

7.智能排程DNS 根據一定的算法和政策(比如靜态拓撲，容量等),将最适合的CDN節點ip位址回應給 LocalDns

8.LocalDns 将得到的域名ip位址，回應給 使用者端

9.使用者得到域名ip位址後，通路站點伺服器

10.CDN節點伺服器應答請求，将内容傳回給用戶端.(緩存伺服器一方面在本地進行儲存，以備以後使用，二方面把擷取的資料傳回給用戶端，完成資料服務過程)

通過以上的分析我們可以得到，為了實作對普通使用者透明(使用緩存後使用者用戶端無需進行任何設定)通路，需要使用DNS(域名解析)來引導使用者來通路Cache伺服器，以實作透明的加速服務. 由于使用者通路網站的第一步就是域名解析,是以通過修改dns來引導使用者通路是最簡單有效的方式.

CDN網絡的組成要素

對于普通的Internet使用者，每個CDN節點就相當于一個放置在它周圍的網站伺服器. 通過對dns的接管，使用者的請求被透明地指向離他最近的節點，節點中CDN伺服器會像網站的原始伺服器一樣，響應使用者的請求. 由于它離使用者更近，因而響應時間必然更快.

從上面圖中 虛線圈起來的那塊，就是CDN層,這層是位于 使用者端 和 站點伺服器 之間.

• 智能排程DNS(比如f5的3DNS)

  智能排程DNS是CDN服務中的關鍵系統.當使用者通路加入CDN服務的網站時，域名解析請求将最終由 “智能排程DNS”負責處理。它通過一組預先定義好的政策，将當時最接近使用者的節點位址提供給使用者，使使用者可以得到快速的服務。同時它需要與分布在各地的CDN節點保持通信，跟蹤各節點的健康狀态、容量等資訊，確定将使用者的請求配置設定到就近可用的節點上.

• 緩存功能服務

  負載均衡裝置(如lvs,F5的BIG/IP)

  内容Cache伺服器(如squid)

  共享存儲

三、名詞解釋

CNAME記錄(CNAME record)

CNAME即别名( Canonical Name )；可以用來把一個域名解析到另一個域名，當 DNS 系統在查詢 CNAME 左面的名稱的時候，都會轉向 CNAME 右面的名稱再進行查詢，一直追蹤到最後的 PTR 或 A 名稱，成功查詢後才會做出回應，否則失敗。

例如，你有一台伺服器上存放了很多資料，你使用

docs.example.com

去通路這些資源，但又希望通過

documents.example.com

也能通路到這些資源，那麼你就可以在您的DNS解析服務商添加一條CNAME記錄，将

documents.example.com

指向

docs.example.com

，添加該條CNAME記錄後，所有通路

documents.example.com

的請求都會被轉到

docs.example.com

，獲得相同的内容。

CNAME域名

接入CDN時，在CDN提供商控制台添加完加速域名後，您會得到一個CDN給您配置設定的CNAME域名， 您需要在您的DNS解析服務商添加CNAME記錄，将自己的加速域名指向這個CNAME域名，這樣該域名所有的請求才會都将轉向CDN的節點，達到加速效果。

DNS

DNS即Domain Name System，是域名解析服務的意思。它在網際網路的作用是：把域名轉換成為網絡可以識别的ip位址。人們習慣記憶域名，但機器間互相隻認IP位址，域名與IP位址之間是一一對應的，它們之間的轉換工作稱為域名解析，域名解析需要由專門的域名解析伺服器來完成，整個過程是自動進行的。比如：上網時輸入的

www.baidu.com

會自動轉換成為

220.181.112.143

。

常見的DNS解析服務商有：阿裡雲解析，萬網解析，DNSPod，新網解析，Route53(AWS)，Dyn，Cloudflare等。

回源host

回源host：回源host決定回源請求通路到源站上的具體某個站點。

例子1：源站是域名源站為

www.a.com

,回源host為

www.b.com

,那麼實際回源是請求到

www.a.com

解析到的IP,對應的主機上的站點

www.b.com

例子2：源站是IP源站為

1.1.1.1

, 回源host為

www.b.com

,那麼實際回源的是

1.1.1.1

對應的主機上的站點

www.b.com

協定回源

指回源時使用的協定和用戶端通路資源時的協定保持一緻，即如果用戶端使用 HTTPS 方式請求資源，當CDN節點上未緩存該資源時，節點會使用相同的 HTTPS 方式回源擷取資源；同理如果用戶端使用 HTTP 協定的請求，CDN節點回源時也使用HTTP協定。

前端妹拍了拍你說：

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