CDN的工作原理和过程

CDN一种比较重要的优化手段就是和DNS结合，让用户访问延迟最小的节点。

一种比较简单的方法是基于地理位置的routing，即，对于DNS请求总是返回距离请求者最近的节点。实现方法很多，不过最终都依赖于一个CIDER到地理位置的表。

这里的地理位置，可以是经纬度，也可以是就近城市的代号。

DNS服务器，接收到请求之后，会根据用户IP找到最匹配的一项，并且计算距离这个用户最近的Edge服务器，将这个最优点的IP返回给用户。

这种方法并不是最优的。因为地理位置上最近的两个点，延迟可能反而很高。比如欧洲某些国家到美国东海岸的延时可能相当小。

或者某个网络服务提供商内部延迟比较小，北美自己的教育网内部延迟比较小，等等。

还有就是根据用户AS号码和AS之间的样本延迟来估计延迟的。这种做法比较复杂：比如，我有很多分布在世界各地的主机，这些主机之间可以周期性的计算延迟，这样就能动态的获得AS-AS之间的延迟。由于网络的特殊性质，这种方法比起前一种要准确得多。

DNS是用户请求的第一步，所以针对DNS查询结果的优化是一个很重要的课题。

DNS对于CDN还有其他功用，比如负载均衡（load balancing）（使用RR或者WRR）和DNS failover。我不是很熟悉，就不多说了。

CDN是一种重要的优化方法，它与DNS相结合，使用户能够以最小的延迟访问节点。

一个更简单的方法是基于地理路由，也就是说，对于DNS请求，总是返回到请求者最近的节点。实现方法有很多，不过最终都依赖于一个CIDER到地理位置的表。

这里的地理位置可以是纬度和经度，也可以是附近城市的代号。

DNS服务器在收到请求后，根据用户的IP找到最匹配的项目，并计算出离用户最近的边缘服务器，并将最佳IP返回给用户。

这种方法不是最佳的。由于地理位置上的两个最近点，延迟可能非常大。例如，从一些欧洲国家到美国东海岸的延误可能很小。

或者网络服务提供商的内部延迟相对较小，北美自身教育网络的内部延迟相对较小，等等。

另一种方法是根据用户as number和as之间的样本延迟来估计延迟。这种方法更复杂：例如，我在世界各地分布了许多主机，它们可以定期计算这些主机之间的延迟，以便动态地获得as-as之间的延迟。由于网络的特殊性，该方法比以前的方法更准确。

DNS是用户请求的第一步，因此DNS查询结果的优化是一个非常重要的课题。

DNS还具有用于CDN的其他功能，例如负载平衡（使用rr或wrr）和DNS故障转移。我不太熟悉，我们不要说太多。

CDN使用了DNS的CNAME、edns-client-subnet和负载均衡等技术。

1．CNAME

在用户访问某网页、视频等资源时，会将域名指向另一个CDN中定义的域名，再解析成另一个IP地址来供客户端进行访问，使客户端访问时进行加速。

2．edns-client-subnet

智能DNS解析是CDN重要的组成部分，是根据请求用户对同一域名作出相应不同的解析，因此CDN的调度准确性是依靠DNS智能解析的。

网站卡顿，访问量大?站长对于CDN加速肯定已经不陌生了，目前CDN加速的使用率也是越来越高，那么大家在使用CDN加速的同时知道CDN加速的工作原理到底是什么吗?CDN加速究竟是怎么应用于你的网站的呢?

首先来了解一下什么是 CDN?

　

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，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。

简单的说，CDN的工作原理就是将您源站的资源缓存到位于全球各地的CDN节点上，用户请求资源时，就近返回节点上缓存的资源，而不需要每个用户的请求都回您的源站获取，避免网络拥塞、缓解源站压力，保证用户访问资源的速度和体验.　

使用了CDN缓存后的网站的访问过程

　 1.用户输入访问的域名,操作系统向 LocalDns 查询域名的ip地址.

2.LocalDns向 ROOT DNS 查询域名的授权服务器(这里假设LocalDns缓存过期)

3.ROOT DNS将域名授权dns记录回应给 LocalDns

4.LocalDns得到域名的授权dns记录后,继续向域名授权dns查询域名的ip地址

5.域名授权dns 查询域名记录后(一般是CNAME)，回应给 LocalDns

6.LocalDns 得到域名记录后,向智能调度DNS查询域名的ip地址

7.智能调度DNS 根据一定的算法和策略(比如静态拓扑，容量等),将最适合的CDN节点ip地址回应给 LocalDns

8.LocalDns 将得到的域名ip地址，回应给 用户端

9.用户得到域名ip地址后，访问站点服务器

10.CDN节点服务器应答请求，将内容返回给客户端.(缓存服务器一方面在本地进行保存，以备以后使用，二方面把获取的数据返回给客户端，完成数据服务过程)

为了实现对普通用户透明(使用缓存后用户客户端无需进行任何设置)访问，需要使用DNS(域名解析)来引导用户来访问Cache服务器，以实现透明的加速服务。由于用户访问网站的第一步就是域名解析,所以通过修改dns来引导用户访问是最简单有效的方式。

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一、DNS域名解析：( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写， www.qq.com ==>192.168.1.1 域名方便记忆

二、CDN内容分发网络：

假设通过CDN加速的域名为 www.a.com ，接入CDN网络，开始使用加速服务后，当终端用户（北京）发起HTTP请求时，处理流程如下：

1.当终端用户（北京）向 www.a.com 下的指定资源发起请求时，首先向LDNS（本地DNS）发起域名解析请求。

2.LDNS检查缓存中是否有 www.a.com 的IP地址记录。如果有，则直接返回给终端用户；如果没有，则向授权DNS查询。

3.当授权DNS解析 www.a.com 时，返回域名CNAME www.a.tbcdn.com 对应IP地址。

4.域名解析请求发送至阿里云DNS调度系统，并为请求分配最佳节点IP地址。

5.LDNS获取DNS返回的解析IP地址。

6.用户获取解析IP地址。

7.用户向获取的IP地址发起对该资源的访问请求。

8.如果该IP地址对应的节点已缓存该资源，则会将数据直接返回给用户，例如，图中步骤7和8，请求结束。

9.如果该IP地址对应的节点未缓存该资源，则节点向源站发起对该资源的请求。

10.获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略，将资源缓存至节点，例如，图中的北京节点，并返回给用户，请求结束。

总结：（1）CDN的加速资源是跟域名绑定的。

（2）通过域名访问资源，首先是通过DNS分发查找离用户最近的CDN节点（边缘服务器）的IP

（3）通过IP访问实际资源时，如果CDN上并没有缓存资源，则会到源站请求资源，并缓存到CDN节点上，这样，用户下一次访问时，该CDN节点就会有对应资源的缓存了。

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