⼀、CDN

1. CDN的概念

CDN（Content Delivery Network，内容分发⽹络）是指⼀种通过互联⽹互相连接的电脑⽹络系统，利 ⽤最靠近每位⽤户的服务器，更快、更可靠地将⾳乐、图⽚、视频、应⽤程序及其他⽂件发送给⽤户， 来提供⾼性能、可扩展性及低成本的⽹络内容传递给⽤户。

典型的CDN系统由下⾯三个部分组成：

A.分发服务系统：最基本的⼯作单元就是Cache设备，cache（边缘cache）负责直接响应最终⽤户的 访问请求，把缓存在本地的内容快速地提供给⽤户。同时cache还负责与源站点进⾏内容同步，把 更新的内容以及本地没有的内容从源站点获取并保存在本地。Cache设备的数量、规模、总服务能 ⼒是衡量⼀个CDN系统服务能⼒的最基本的指标。

B.负载均衡系统：主要功能是负责对所有发起服务请求的⽤户进⾏访问调度，确定提供给⽤户的最终 实际访问地址。两级调度体系分为全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB）。全局负载均衡主要根据⽤户就近性原则，通过对每个服务节点进⾏“最优”判断，确定向⽤户提供服务的cache的 物理位置。本地负载均衡主要负责节点内部的设备负载均衡

C.运营管理系统：运营管理系统分为运营管理和⽹络管理⼦系统，负责处理业务层⾯的与外界系统交 互所必须的收集、整理、交付⼯作，包含客户管理、产品管理、计费管理、统计分析等功能。

2. CDN的作⽤ 

CDN⼀般会⽤来托管Web资源（包括⽂本、图⽚和脚本等），可供下载的资源（媒体⽂件、软件、⽂档 等），应⽤程序（⻔户⽹站等）。使⽤CDN来加速这些资源的访问。

（1）在性能⽅⾯，引⼊CDN的作⽤在于： ⽤户收到的内容来⾃最近的数据中⼼，延迟更低，内容加载更快 部分资源请求分配给了CDN，减少了服务器的负载

（2）在安全⽅⾯，CDN有助于防御DDoS、MITM等⽹络攻击： 针对DDoS：通过监控分析异常流量，限制其请求频率 针对MITM：从源服务器到 CDN 节点到 ISP（Internet Service Provider），全链路 HTTPS 通信 除此之外，CDN作为⼀种基础的云服务，同样具有资源托管、按需扩展（能够应对流量⾼峰）等⽅⾯的 优势。

3. CDN的原理

CDN和DNS有着密不可分的联系，先来看⼀下DNS的解析域名过程，在浏览器输⼊ www.test.com 的 解析过程如下：

（1） 检查浏览器缓存

（2）检查操作系统缓存，常⻅的如hosts⽂件

（3）检查路由器缓存

（4）如果前⼏步都没没找到，会向ISP(⽹络服务提供商)的LDNS服务器查询

（5）如果LDNS服务器没找到，会向根域名服务器(Root Server)请求解析，分为以下⼏步： 根服务器返回顶级域名(TLD)服务器如 .com ， .cn ， .org 等的地址，该例⼦中会返回 .com 的 地址 接着向顶级域名服务器发送请求，然后会返回次级域名(SLD)服务器的地址，本例⼦会返回 .test的地址 接着向次级域名服务器发送请求，然后会返回通过域名查询到的⽬标IP，本例⼦会返回www.test.com 的地址 Local DNS Server会缓存结果，并返回给⽤户，缓存在系统中

CDN的⼯作原理：

（1）⽤户未使⽤CDN缓存资源的过程：

1. 浏览器通过DNS对域名进⾏解析（就是上⾯的DNS解析过程），依次得到此域名对应的IP地址

2. 浏览器根据得到的IP地址，向域名的服务主机发送数据请求

3. 服务器向浏览器返回响应数据

（2）⽤户使⽤CDN缓存资源的过程：

1. 对于点击的数据的URL，经过本地DNS系统的解析，发现该URL对应的是⼀个CDN专⽤的DNS服务 器，DNS系统就会将域名解析权交给CNAME指向的CDN专⽤的DNS服务器。

2. CND专⽤DNS服务器将CND的全局负载均衡设备IP地址返回给⽤户

3. ⽤户向CDN的全局负载均衡设备发起数据请求

4. CDN的全局负载均衡设备根据⽤户的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. 区域负载均衡设备选择⼀台合适的缓存服务器来提供服务，将该缓存服务器的IP地址返回给全局负 载均衡设备

6. 全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给⽤户

7. ⽤户向该缓存服务器发起请求，缓存服务器响应⽤户的请求，将⽤户所需内容发送⾄⽤户终端。 如果缓存服务器没有⽤户想要的内容，那么缓存服务器就会向它的上⼀级缓存服务器请求内容，以此类 推，直到获取到需要的资源。最后如果还是没有，就会回到⾃⼰的服务器去获取资源。

4. CDN的使⽤场景 

A.使⽤第三⽅的CDN服务：如果想要开源⼀些项⽬，可以使⽤第三⽅的CDN服务

B.使⽤CDN进⾏静态资源的缓存：将⾃⼰⽹站的静态资源放在CDN上，⽐如js、css、图⽚等。可以 将整个项⽬放在CDN上，完成⼀键部署。

C.直播传送：直播本质上是使⽤流媒体进⾏传送，CDN也是⽀持流媒体传送的，所以直播完全可以使 ⽤CDN来提⾼访问速度。CDN在处理流媒体的时候与处理普通静态⽂件有所不同，普通⽂件如果在 边缘节点没有找到的话，就会去上⼀层接着寻找，但是流媒体本身数据量就⾮常⼤，如果使⽤回源 的⽅式，必然会带来性能问题，所以流媒体⼀般采⽤的都是主动推送的⽅式来进⾏。