cdn加速原理(cdn加速原理及使用方法)

cdn加速原理(cdn加速原理及使用方法)

一、CDN是什么?

CDN (全称 Content Delivery Network)。即内容分发网络

构建在已有网络基础之上的智能虚拟网络。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。使用户就近获取所需内容。降低网络拥塞。提高用户访问响应速度和命中率。CDN 的关键技术主要有内容存储和分发技术

简单来讲。CDN就是根据用户位置分配最近的资源(如你家住上海。腾讯视频资源数据存储在深圳。为了减少用户访问集中。造成流量崩坏与提供各地方访问速度。资源会存储在各个区域)

于是。用户在上网的时候不用直接访问源站。而是访问离他“最近的”一个 CDN 节点。术语叫「边缘节点」。其实就是缓存了源站内容的代理服务器。如下图:

cdn加速原理(cdn加速原理及使用方法)

二、原理分析

在没有应用CDN时。我们使用域名访问某一个站点时的路径为

用户提交域名→浏览器对域名进行解释→DNS 解析得到目的主机的IP地址→根据IP地址访问发出请求→得到请求数据并回复

应用CDN后。DNS 返回的不再是 IP 地址。而是一个CNAME(Canonical Name ) 别名记录。指向CDN的全局负载均衡

CNAME实际上在域名解析的过程中承担了中间人(或者说代理)的角色。这是CDN实现的关键

负载均衡系统

由于没有返回IP地址。于是本地DNS会向负载均衡系统再发送请求 。则进入到CDN的全局负载均衡系统进行智能调度:

看用户的 IP 地址。查表得知地理位置。找相对最近的边缘节点

看用户所在的运营商网络。找相同网络的边缘节点

检查边缘节点的负载情况。找负载较轻的节点

其他。比如节点的“健康状况”、服务能力、带宽、响应时间等

结合上面的因素。得到最合适的边缘节点。然后把这个节点返回给用户。用户就能够就近访问CDN的缓存代理

整体流程如下图:

cdn加速原理(cdn加速原理及使用方法)

缓存代理

缓存系统是 CDN的另一个关键组成部分。缓存系统会有选择地缓存那些最常用的那些资源

其中有两个衡量CDN服务质量的指标:

命中率:用户访问的资源恰好在缓存系统里。可以直接返回给用户。命中次数与所有访问次数之比

回源率:缓存里没有。必须用代理的方式回源站取。回源次数与所有访问次数之比

缓存系统也可以划分出层次。分成一级缓存节点和二级缓存节点。一级缓存配置高一些。直连源站。二级缓存配置低一些。直连用户

回源的时候二级缓存只找一级缓存。一级缓存没有才回源站。可以有效地减少真正的回源

现在的商业 CDN命中率都在 90% 以上。相当于把源站的服务能力放大了 10 倍以上

三、总结

CDN 目的是为了改善互联网的服务质量。通俗一点说其实就是提高访问速度

CDN 构建了全国、全球级别的专网。让用户就近访问专网里的边缘节点。降低了传输延迟。实现了网站加速

通过CDN的负载均衡系统。智能调度边缘节点提供服务。相当于CDN服务的大脑。而缓存系统相当于CDN的心脏。缓存命中直接返回给用户。否则回源。

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