内容分發網絡

介紹 CDN

内容分發網絡（英語：Content Delivery Network 或 Content Distribution Network，縮寫：CDN）是建立并覆寫在承載網上，由不同區域的伺服器組成的分布式網絡。将源站資源緩存到全國各地的邊緣伺服器，供使用者就近擷取，降低源站壓力。

CDN 基于這樣的原理：

• 挑選最優的裝置為使用者提供服務；
• 如果某個内容被很多使用者所需要，那麼就将它緩存到距離使用者最近的節點中。

CDN 公司在整個網際網路上部署數以百計的 CDN 伺服器（Cache），這些伺服器通常在營運商的網際網路資料中心（Internet Data Center，IDC）中，盡量靠近接入網絡和使用者。CDN 在 Cache 中複制内容，當内容的提供者更新内容時，CDN 向 Cache 重新分發這些被重新整理的内容。

CDN 提供一種機制，當使用者請求内容時，該内容能夠由以最快速度傳遞的 Cache 來向使用者提供，這個挑選 “最優” 的過程就叫做負載均衡。被選中的最優 Cache 可能最靠近使用者，或者有一條與使用者之間條件最好的路徑。

CDN 的工作過程

使用 CDN 服務的網站是如何向使用者提供服務的呢？

基于 DNS 解析的 GSLB 系統是目前 CDN 服務商采用比較多的 GSLB 方案。基于 DNS 解析的 GSLB 系統的實作又有幾種不同的方式：

• 通過 CNAME 方式實作負載均衡；
• 負載均衡器作為權威 DNS 伺服器；
• 負載均衡器作為代理 DNS 伺服器。

其中通過 CNAME 方式實作負載均衡是目前業界使用最多的方式。

通過 CNAME 方式實作負載均衡，一個使用者的通路流程為：

當使用者在浏覽器的位址欄中輸入 URL 并點選回車後，浏覽器首先判斷 URL 中的是 IP 位址，還是域名。如果 URL 中的是域名，那麼首先要做的就是域名解析。

域名解析的過程：首先是浏覽器檢視浏覽器的緩存。

• 1、2、3：如果浏覽器中沒有該域名的緩存，那麼浏覽器詢問【本地 DNS 解析器】，【本地 DNS 解析器】首先檢視本地 DNS 緩存。如果本地 DNS 緩存中沒有該域名的緩存，那麼【本地 DNS 解析器】請求【本地 DNS 伺服器】進行域名解析。
• 4、5、6：如果【本地 DNS 伺服器】中沒有該域名的緩存，那麼【本地 DNS 伺服器】向 DNS 系統中的其他遠端 DNS 伺服器發送查詢請求。

在 domain.com 域的域名伺服器中，将 host.domain.com 域名的 CNAME 記錄設定為其他的域名（CDN 服務商的域名的子域名），比如設定為 host.domain.com.cdn.dnsv1.com。

• 7：【本地 DNS 伺服器】擷取到 domain.com 域的域名伺服器，向其發送 host.domain.com 域名解析請求， domain.com 域的域名伺服器傳回 CNAME 記錄，該 CNAME 記錄的值為 host.domain.com.cdn.dnsv1.com（CDN 服務商的域名的子域名）。
• 8：【本地 DNS 伺服器】擷取到 cdn.dnsv1.com 域的域名伺服器（CDN 專用的域名伺服器），向其發送 host.domain.com.cdn.dnsv1.com 域名解析請求。

這樣就将網站域名的解析權交給了 CDN 專用的域名伺服器，由 CDN 專用的域名伺服器進行網站域名的解析。

• 9、10：【本地 DNS 伺服器】收到域名的解析結果後，【本地 DNS 伺服器】緩存資料，并将解析結果傳回給【本地 DNS 解析器】。【本地 DNS 解析器】緩存資料，并将解析結果傳回給【用戶端】。
• 11：【用戶端】緩存資料，并向緩存伺服器發送請求，緩存伺服器響應【用戶端】的請求，将使用者所需的内容傳回給【用戶端】。如果這台緩存伺服器上并沒有使用者想要的内容，那麼這台緩存伺服器就要向它的上一級緩存伺服器請求内容，直至追溯到網站的源伺服器将内容拉到本地。

CDN 服務商的職責：CDN 專用的域名伺服器将域名解析成緩存伺服器的 IP 位址。

CDN 使用者的任務：使用 CDN 服務的網站，将網站域名的解析權交給 CDN 專用的域名伺服器，再将需要分發的内容注入 CDN（或者由 CDN 拉取），就可以實作内容加速了。

CDN 的應用

CDN 可完成：内容緩存、負載均衡、流媒體加速、動态内容加速 等任務。

參考資料

《CDN 技術詳解》

CDN技術詳解-雷葆華著-微信讀書 (qq.com)

内容分發網絡 | 鳳凰架構 (icyfenix.cn)