一、CDN技術(shù)是什么意思

CDN 是構(gòu)建在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的一種分布式的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)。CDN 利用全局負(fù)載均衡技術(shù)將用戶的訪問指向離用戶最近的工作正常的流媒體服務(wù)器上，由流媒體服務(wù)器直接響應(yīng)用戶的請求，克服單機系統(tǒng)輸出帶寬及并發(fā)能力不足的缺點，可極大提升系統(tǒng)支持的并發(fā)流數(shù)目，減少或避免單點失效帶來的不良影響。

二、CDN技術(shù)概括

CDN技術(shù)是采用流媒體服務(wù)器集群技術(shù)，利用全局負(fù)載均衡技術(shù)將用戶的訪問指向離用戶最近的工作正常的流媒體服務(wù)器上，由流媒體服務(wù)器直接響應(yīng)用戶的請求。服務(wù)器中如果沒有用戶要訪問的內(nèi)容，會根據(jù)配置自動從原服務(wù)器抓取相應(yīng)的內(nèi)容并提供給用戶。 IPTV 可利用 CDN 為用戶提供 VOD 業(yè)務(wù)，通過 CDN 把視頻內(nèi)容分發(fā)到靠近用戶端的 CDN 節(jié)點后，可以在一定程度上保證端到端的服務(wù)質(zhì)量。

CDN技術(shù)原理

CDN的基本原理是廣泛采用各種緩存服務(wù)器，將這些緩存服務(wù)器分布到用戶訪問相對集中的地區(qū)或網(wǎng)絡(luò)中，在用戶訪問網(wǎng)站時，利用全局負(fù)載技術(shù)將用戶的訪問指向距離最近的工作正常的緩存服務(wù)器上，由緩存服務(wù)器直接響應(yīng)用戶請求。

三、CDN技術(shù)手段

實現(xiàn)CDN的主要技術(shù)手段是高速緩存、鏡像服務(wù)器。可工作于DNS解析或HTTP重定向兩種方式，通過Cache服務(wù)器，或異地的鏡像站點完成內(nèi)容的傳送與同步更新。DNS方式用戶位置判斷準(zhǔn)確率大于85%，HTTP方式準(zhǔn)確率為99%以上；一般情況下，各Cache服務(wù)器群的用戶訪問流入數(shù)據(jù)量與Cache服務(wù)器到原始網(wǎng)站取內(nèi)容的數(shù)據(jù)量之比在2：1到3：1之間，即分擔(dān)50%到70%的到原始網(wǎng)站重復(fù)訪問數(shù)據(jù)量（主要是圖片，流媒體文件等內(nèi)容）；對于鏡像，除數(shù)據(jù)同步的流量，其余均在本地完成，不訪問原始服務(wù)器。

鏡像站點（Mirror Site）服務(wù)器是我們經(jīng)?？梢钥吹降?，它讓內(nèi)容直截了當(dāng)?shù)剡M行分布，適用于靜態(tài)和準(zhǔn)動態(tài)的數(shù)據(jù)同步。但是購買和維護新服務(wù)器的費用較高，另外還必須在各個地區(qū)設(shè)置鏡像服務(wù)器，配備專業(yè)技術(shù)人員進行管理與維護。大型網(wǎng)站在隨時更新各地服務(wù)器的同時，對帶寬的需求也會顯著增加，因此一般的互聯(lián)網(wǎng)公司不會建立太多的鏡像服務(wù)器。

高速緩存手段的成本較低，適用于靜態(tài)內(nèi)容。Internet的統(tǒng)計表明，超過80%的用戶經(jīng)常訪問的是20%的網(wǎng)站的內(nèi)容，在這個規(guī)律下，緩存服務(wù)器可以處理大部分客戶的靜態(tài)請求，而原始的WWW服務(wù)器只需處理約20%左右的非緩存請求和動態(tài)請求，于是大大加快了客戶請求的響應(yīng)時間，并降低了原始WWW服務(wù)器的負(fù)載。根據(jù)美國IDC公司的調(diào)查，作為CDN的一項重要指標(biāo) —— 緩存的市場正在以每年近100%的速度增長，全球的營業(yè)額在2004年將達到45億美元。網(wǎng)絡(luò)流媒體的發(fā)展還將剌激這個市場的需求。

四、CDN網(wǎng)絡(luò)框架

CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由兩大部分，分為中心和邊緣兩部分，中心指CDN網(wǎng)管中心和DNS重定向解析中心，負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡，設(shè)備系統(tǒng)安裝在管理中心機房，邊緣主要指異地節(jié)點，CDN分發(fā)的載體，主要由Cache和負(fù)載均衡器等組成。

當(dāng)用戶訪問加入CDN服務(wù)的網(wǎng)站時，域名解析請求將最終交給全局負(fù)載均衡DNS進行處理。全局負(fù)載均衡DNS通過一組預(yù)先定義好的策略，將當(dāng)時最接近用戶的節(jié)點地址提供給用戶，使用戶能夠得到快速的服務(wù)。同時，它還與分布在世界各地的所有CDNC節(jié)點保持通信，搜集各節(jié)點的通信狀態(tài)，確保不將用戶的請求分配到不可用的CDN節(jié)點上，實際上是通過DNS做全局負(fù)載均衡。

對于普通的Internet用戶來講，每個CDN節(jié)點就相當(dāng)于一個放置在它周圍的WEB。通過全局負(fù)載均衡DNS的控制，用戶的請求被透明地指向離他最近的節(jié)點，節(jié)點中CDN服務(wù)器會像網(wǎng)站的原始服務(wù)器一樣，響應(yīng)用戶的請求。由于它離用戶更近，因而響應(yīng)時間必然更快。

每個CDN節(jié)點由兩部分組成：負(fù)載均衡設(shè)備和高速緩存服務(wù)器

負(fù)載均衡設(shè)備負(fù)責(zé)每個節(jié)點中各個Cache的負(fù)載均衡，保證節(jié)點的工作效率；同時，負(fù)載均衡設(shè)備還負(fù)責(zé)收集節(jié)點與周圍環(huán)境的信息，保持與全局負(fù)載DNS的通信，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的負(fù)載均衡。

高速緩存服務(wù)器（Cache）負(fù)責(zé)存儲客戶網(wǎng)站的大量信息，就像一個靠近用戶的網(wǎng)站服務(wù)器一樣響應(yīng)本地用戶的訪問請求。

CDN的管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)能夠正常運轉(zhuǎn)的保證。它不僅能對系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)和設(shè)備進行實時監(jiān)控，對各種故障產(chǎn)生相應(yīng)的告警，還可以實時監(jiān)測到系統(tǒng)中總的流量和各節(jié)點的流量，并保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，使網(wǎng)管人員能夠方便地進行進一步分析。通過完善的網(wǎng)管系統(tǒng)，用戶可以對系統(tǒng)配置進行修改。

理論上，最簡單的CDN網(wǎng)絡(luò)有一個負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡的DNS和各節(jié)點一臺Cache，即可運行。DNS支持根據(jù)用戶源IP地址解析不同的IP，實現(xiàn)就近訪問。為了保證高可用性等，需要監(jiān)視各節(jié)點的流量、健康狀況等。一個節(jié)點的單臺Cache承載數(shù)量不夠時，才需要多臺Cache，多臺Cache同時工作，才需要負(fù)載均衡器，使Cache群協(xié)同工作。

五、CDN技術(shù)的優(yōu)點

提前對靜態(tài)內(nèi)容進行預(yù)緩存，避免大量的請求回源，導(dǎo)致主站網(wǎng)絡(luò)帶寬被打滿而導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法更新，另外CDN可以將數(shù)據(jù)根據(jù)訪問的熱度不同而進行不同級別的緩存，例如訪問量最高的資源訪問CDN 邊緣節(jié)點的內(nèi)存，其次的放在SSD或者SATA，再其次的放在云存儲，這樣兼顧了速度與成本。

緩存：緩存到最快的地方如內(nèi)存，緩存的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確命中率高，訪問速度就快。

調(diào)度準(zhǔn)確：將用戶調(diào)度到最近的邊緣節(jié)點。

性能優(yōu)化：CDN 專門用于緩存響應(yīng)速度快。

安全相關(guān)：抵御攻擊。

節(jié)省帶寬：由于用戶請求由邊緣節(jié)點響應(yīng)，因此大幅降低到源站帶寬。

六、CDN技術(shù)的缺點

1、費用高昂

這可能是使用CDN的最重要的缺點。開始使用CDN服務(wù)的成本很高，而且它們也有許多隱藏成本。其中包括每次數(shù)據(jù)傳輸和千兆字節(jié)的成本。高成本來自第三方網(wǎng)絡(luò)。啟動新的CDN網(wǎng)絡(luò)要求服務(wù)器公司從另一家公司獲得幫助以安裝此類網(wǎng)絡(luò)。請務(wù)必仔細(xì)閱讀所有條款和條件。鑒于此，CDN網(wǎng)絡(luò)往往是能夠負(fù)擔(dān)這些成本的大公司的更好選擇。

2、內(nèi)容受限

只能對靜態(tài)內(nèi)容加速，比如圖片、視頻、JS腳本、一些頁面框架。

3、使用限制

一些組織和國家已阻止流行CDN的域或IP地址。在這種情況下，來自這些組織或國家/地區(qū)的受眾群體無法訪問您的網(wǎng)站，您最終會失去部分流量。

4、支持可用性

當(dāng)?shù)谌焦?yīng)商負(fù)責(zé)運行CDN時，會出現(xiàn)支持問題。如果出現(xiàn)技術(shù)問題，即使很少見，您也無法知道操作員需要多長時間來解決問題并防止再次發(fā)生問題。

5、失去控制

使用CDN意味著第三方會收到有關(guān)您的網(wǎng)站和系統(tǒng)的信息。在決定是否使用CDN之前，您必須考慮這一點。

七、CDN相關(guān)技術(shù)介紹

1、負(fù)載均衡

負(fù)載均衡技術(shù)不僅僅應(yīng)用于CDN中，在網(wǎng)絡(luò)的很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，如服務(wù)器的負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡。顧名思義，網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡就是將網(wǎng)絡(luò)的流量盡可能均勻分配到幾個能完成相同任務(wù)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，由此來避免部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點過載。這樣既可以提高網(wǎng)絡(luò)流量，又提高了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。在CDN中，負(fù)載均衡又分為服務(wù)器負(fù)載均衡和服務(wù)器整體負(fù)載均衡(也有的稱為服務(wù)器全局負(fù)載均衡)。服務(wù)器負(fù)載均衡是指能夠在性能不同的服務(wù)器之間進行任務(wù)分配，既能保證性能差的服務(wù)器不成為系統(tǒng)的瓶頸，又能保證性能高的服務(wù)器的資源得到充分利用。而服務(wù)器整體負(fù)載均衡允許Web網(wǎng)絡(luò)托管商、門戶站點和企業(yè)根據(jù)地理位置分配內(nèi)容和服務(wù)。通過使用多站點內(nèi)容和服務(wù)來提高容錯性和可用性，防止因本地網(wǎng)或區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中斷、斷電或自然災(zāi)害而導(dǎo)致的故障。在CDN的方案中服務(wù)器整體負(fù)載均衡將發(fā)揮重要作用，其性能高低將直接影響整個CDN的性能。

2、復(fù)制技術(shù)

大家都知道，網(wǎng)站訪問響應(yīng)速度取決于許多因素，如網(wǎng)絡(luò)的帶寬是否有瓶頸、傳輸途中的路由是否有阻塞和延遲、網(wǎng)站服務(wù)器的處理能力及訪問距離等。多數(shù)情況下，網(wǎng)站響應(yīng)速度和訪問者與網(wǎng)站服務(wù)器之間的距離有密切的關(guān)系。如果訪問者和網(wǎng)站之間的距離過遠(yuǎn)的話，它們之間的通信一樣需要經(jīng)過重重的路由轉(zhuǎn)發(fā)和處理，網(wǎng)絡(luò)延誤不可避免。一個有效的方法就是利用內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)，將占網(wǎng)站主體的大部分靜態(tài)網(wǎng)頁、圖像和流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)復(fù)制到各地的加速節(jié)點上。所以動態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)也是CDN所需的一個主要技術(shù)。

3、緩存技術(shù)

緩存技術(shù)已經(jīng)不是一種新鮮技術(shù)。Web緩存服務(wù)通過幾種方式來改善用戶的響應(yīng)時間，如代理緩存服務(wù)、透明代理緩存服務(wù)、使用重定向服務(wù)的透明代理緩存服務(wù)等。通過Web緩存服務(wù)，用戶訪問網(wǎng)頁時可以將廣域網(wǎng)的流量降至最低。對于公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)用戶來說，這意味著將內(nèi)容在本地緩存，而無須通過專用的廣域網(wǎng)來檢索網(wǎng)頁。對于Internet用戶來說，這意味著將內(nèi)容存儲在他們的ISP的緩存器中，而無須通過Internet來檢索網(wǎng)頁。這樣無疑會提高用戶的訪問速度。CDN的核心作用正是提高網(wǎng)絡(luò)的訪問速度，所以，緩存技術(shù)將是CDN所采用的又一個主要技術(shù)。

八、CDN技術(shù)常見問題

1、CDN和鏡像站點比較有何優(yōu)勢？　　

CDN對網(wǎng)站的訪客完全透明，不需要訪客手動選擇要訪問的鏡像站點，保證了網(wǎng)站對訪客的友好性?！　?/p>

CDN對每個節(jié)點都有可用性檢查，不合格的節(jié)點會第一時間剔出，從而保證了極高的可用率，而鏡像站點無法實現(xiàn)這一點?！　?/p>

CDN部署簡單，對原站基本不做任何改動即可生效。

2、CDN使用后，原來的網(wǎng)站是否需要做修改，做什么修改？

一般而言，網(wǎng)站無需任何修改即可使用CDN獲得加速效果。只是對需要判斷訪客IP程序，才需要做少量修改。

3、能不能讓CDN不緩存某些即時性要求很高的網(wǎng)頁和圖片？

只需要使用動態(tài)頁面，asp，php，jsp等動態(tài)技術(shù)做成的頁面不被CDN緩存，無需每次都要刷新?；蛘卟捎靡粋€網(wǎng)站兩個域名，一個啟用CDN，另外一個域名不用CDN，對即時性要求高的頁面和圖片放在不用CDN的域名下。

4、網(wǎng)站新增了不少網(wǎng)頁和圖片，這些需要使用URL推送嗎？　　

后來增加的網(wǎng)頁和圖片，不需要使用URL推送，因為它們本來就不存在緩存中。

5、網(wǎng)站用CDN后，有些地區(qū)反映無法訪問了，怎么辦？

CDN啟用后，訪客不能訪問網(wǎng)站有很多種可能，可能是CDN的問題，也可能是源站點出現(xiàn)故障或者源站點被關(guān)閉，還可能是訪客自己所在的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題。

總結(jié)

優(yōu)化猩SEO：最簡單的CDN網(wǎng)絡(luò)有一個負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡的DNS和各節(jié)點一臺Cache，即可運行。DNS支持根據(jù)用戶源IP地址解析不同的IP，實現(xiàn)就近訪問。為了保證高可用性等，需要監(jiān)視各節(jié)點的流量、健康狀況等。一個節(jié)點的單臺Cache承載數(shù)量不夠時，才需要多臺Cache，多臺Cache同時工作，才需要負(fù)載均衡器，使Cache群協(xié)同工作。

參考鏈接：

CDN技術(shù)_百度百科

https://baike.baidu.com/item/CDN%E6%8A%80%E6%9C%AF/2277971

CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)原理-阿里云開發(fā)者社區(qū)

https://developer.aliyun.com/article/248309

CDN技術(shù)介紹 - 運維派

http://www.yunweipai.com/35471.html

修改于2023-07-22