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。

一、什么是CDN？

CDN的全称是Content Delivery Network，翻译成中文就是内容分发网络。CDN依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取内容，降低网络延迟，提高访问速度。简单来讲，CDN是用来进行加速的，它可以让用户更快获得所需的数据。

举个例子，某个网站的服务器在北京，如果深圳的用户想要获取服务器上的数据，就需要跨越很远的距离，由于传输速度和路由转发等因素，就会导致访问速度非常缓慢。但如果我们在深圳建立一个CDN服务器，上面缓存了一些服务器数据，那么深圳用户只需要访问这个CND的服务器就能获取相关的内容，这样速度就提升了很多。

二、什么是DNS？

要了解cdn就先要了解一下dns。当我们在浏览器中输入一个域名时，就能访问对应的站点。但实际的情况远比我们看到的复杂，因为计算机不能直接识别域名，所以必须依靠某种环节将域名翻译成IP地址才能，这个环节就是DNS。

当我们向DNS服务器发起解析域名的请求时，DNS服务器首先会查询自己的缓存中有没有该域名，如果缓存中存在该域名，则可以直接返回IP地址。如果缓存中没有，服务器则会以递归的方式层层访问。

例如，我们要访问www.baidu.com，首先我们会先向全球13个根服务器发起请求，询问com域名的地址，然后再向负责com域名的名称服务器发送请求，找到baidu.com，这样层层递归，最终找到我们需要的IP地址。

三、CDN和DNS的区别

上面我们提到CDN实际上提供就是一个就近访问的功能，但现在有一个问题是，我们如何直到用户所在的位置并为其分配最佳的CDN节点呢。这就需要用DNS服务进行定位了。

当我们使用DNS服务时，可以根据用户使用的递归服务器进行定位。但你给我们看到用户使用的是深圳的递归服务器，那么就认为该用户来自深圳，然后调度服务器就让该客户去访问深圳的CDN服务器。

但这种调度方式可能存在一个问题，就是用户的实际IP与递归服务器并不一致。比如我是北京联通的用户却使用了深圳电信的递归服务器，那么调度服务器为我分配深圳电信的CDN服务器，就会产生错误的调度。

四、HTTP调度

针对上面的问题，我们还有另一种调度方式——http调度。

当用户访问服务器时，先分析用户的IP地址，然后服务器给用户返回一个302重定向，将离用户最近的服务器存在缓存中，用户再去请求时就能得到最佳的CDN节点。

这种方式定位更加准确，但缺点是需要增加一次额外的HTTP访问，这样导致首次访问的延时比较高。

所以在实际情况中，我们可以将两种方式结合起来，先通过dns的方式来定位，然后通过http的方式来纠正偏差。

五、缓存的两种方式

CDN节点中缓存了服务器上的部分资源。那么服务器怎么去更新CDN节点的缓存呢？

一种方式，是服务器主动进行缓存的更新，CDN节点被动接受。另一种方式是用户请求的资源不存在时，CDN节点主动放弃请求，更新缓存，然后将数据返给用户。

显然第一种方式存在很多问题，例如很容易产生404等，所以一般采用第二种缓存方式。

六、CDN工作流程

当用户请求一个文件时，CDN的工作过程如下：

1.DNS请求当地local DNS

2.当地local DNS递归地查询服务器的gslb

3.服务器根据local DNS 分配最佳节点，返回IP

4.用户获得最佳接入IP，访问最佳节点。

5.如果该节点没有用户想要获取的内容，则通过内部路由访问上一节点，直到找到文件或到达源站为止。

6.CDN节点缓存该数据，下次请求该文件时可以直接返回。

CDN的全称Content Delivery Network，(缩写:CDN)即内容分发网络。CDN是个经策略性部署的整体系统，从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均而产生的用户访问网站响应速度慢的根本原因。CDN目的是通过在现有的Internet中增加层新的网络架构，将网站的内容发布到接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。

CDN加速的原理是什么？CDN加速技术就是在用户和服务器之间增加镜像缓存（Cache）层，将用户的访问请求引导到镜像缓存（Cache）节点而不是服务器源站点，要实现这目的，主要是通过接管DNS实现，下面图示便可看出传统网站访问过程与使用CDN加速技术后的网站访问过程之间的区别所在。

流程看图

在CDN加速过程中，全局负载均衡DNS解析服务器会根据用户端的源IP地址，如地理位置（山东还是香港）、接入网类型（联通还是网通）将用户的访问请求定位到离用户路由短、位置近、负载轻的Cache节点（缓存服务器）上，实现就近定位。定位优先原则可按位置、可按路由、也可按负载等。

也就是说CDN加速技术的原理很简单就是在传统网站访问过程中生成N多个原网站镜像，并分别储存在不同的地区，不同线路的缓存服务器上，并在用户访问网站时做出定的就近、负载轻，利于用户快访问网站路线判断，然后做出响应，这样就在用户地区、网络线路多样性的情况下，保证所有地区及网络线路都以同样的快的速度访问网站。

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