什么是CDN？它的基本工作原理是什么？

在当今电子商务快速发展的时代，用户体验和网站响应速度是决定成败的关键因素之一。为了应对不断增长的流量和提升用户体验，CDN已经成为了不可或缺的技术解决方案。那么，什么是CDN？它如何工作？又能带来哪些优势呢？

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一、什么是CDN？

简单的说CDN就是让原本上海的浏览器要访问北京主站内容的请求转而由部署在上海或南京的缓存来受理，这样请求的数据只需经过一跳或有限的几跳就能到达请求端，有效利用带宽并且降低主站压力，对于电子商务网站和搜索引擎网站以及门户网站，CDN的合理应用显得尤为重要。

二、CDN有哪些优势？

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。

三、CDN的工作原理

1）当用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS系统会最终将域名的解析权交给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地址返回用户。

3）向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求。

4）CDN全局负载均衡设备根据用户IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，告诉用户向这台设备发起请求。

5）区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括：根据用户IP地址，判断哪一台服务器距用户最近；根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力。基于以上这些条件的综合分析之后，区域负载均衡设备会向全局负载均衡设备返回一台缓存服务器的IP地址。

6）全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给用户。

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。如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台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。

三、CDN会涉及到哪些技术？

负载均衡技术

负载均衡技术不仅仅应用于CDN中，在网络的很多领域都得到了广泛的应用，如服务器的负载均衡、网络流量的负载均衡。顾名思义，网络中的负载均衡就是将网络的流量尽可能均匀分配到几个能完成相同任务的服务器或网络节点上，由此来避免部分网络节点过载。这样既可以提高网络流量，又提高了网络的整体性能。

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。

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。

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。

四、CND的应用场景有哪些？

CDN加速常见常见于：网站加速、文件下载加速、点播加速、全站加速。CDN服务缩短了用户查看内容的访问延迟，提高了用户访问网站的响应速度与网站的可用性，解决了网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题。

网站加速

适用于有加速需求的网站，包括门户网站、电商平台、资讯APP、UGC应用（User Generated Content，用户原创内容）等。CDN网络能够对加速域名下的所有内容提供良好的加速服务，包括静态内容和动态内容。支持自定义缓存规则，用户可以根据数据需求设置缓存过期时间，缓存格式包括但不限于zip、exe、wmv、gif、png、bmp、wma、rar、jpeg、jpg等。

文件下载加速

适用于使用http/https文件下载业务的网站、下载工具、游戏客户端、APP商店等。现在越来越多的新业务需要通过网络对客户端软件进行实时更新，包括APP更新，手游更新等，传统的下载类业务也需要支持更多的文件数量和更大的文件，如果所有的请求都通过源站服务器来处理，服务器和网络会成为很大的瓶颈，导致下载体验变差。使用CDN下载加速可以将下载量大的内容分发到各地的CDN节点，有效减轻源站的压力，同时保证了客户端高速下载的需求。

点播加速

适用于提供音视频点播服务的客户。例如：在线教育类网站、在线视频分享网站、互联网电视点播平台、音乐视频点播APP等。传统的点播服务会加大服务器的负载，并消耗巨大的带宽资源，同时又无法保证终端用户访问时需要的高速体验，CDN点播加速可以提供快速、稳定和安全的点播加速服务，通过分布在各个区域的CDN节点，将音视频内容扩展到距离用户较近的地方，随时随地为用户提供高品质的访问体验。

五、应用实例

假设您的业务源站域名为 www.test.com ，当域名接入 CDN 开始使用加速服务后，您的用户发起 HTTP 请求，实际的处理流程如图所示：

1）用户向 www.test.com 下的某图片资源，如 1.jpg 发起请求，先要向 Local DNS 发起域名解析请求；

2）当 Local DNS 解析 www.test.com 时，会发现已经配置了 CNAME www.test.com.cdn.dnsv1.com，解析请求会发送至 Tencent DNS（GSLB），GSLB 为腾讯云自主研发的调度体系，会为请求分配最佳节点 IP；

3）Local DNS 获取 Tencent DNS 返回的解析 IP；

4）用户测获取解析 IP；

5）用户向获取的 IP 发起对资源 1.jpg 的访问请求；

6）若该 IP 对应的节点缓存有 1.jpg，则会将数据直接返回给用户（10），此时请求结束。若该节点未缓存 1.jpg，则节点会向业务源站发起对 1.jpg 的请求（6、7、8），获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略（可参考用户指南中缓存时间设置章节内容），将资源存储（9），并返回给用户（10），此时请求结束。