CDN(内容分发网络)是一种构建在现有互联网基础之上的智能虚拟网络,通过在各地部署边缘服务器,实现用户就近获取所需内容,从而降低网络拥塞,提高用户访问速度和命中率,以下是关于CDN的详细介绍:
一、CDN简介
CDN的全称是Content Delivery Network,中文翻译为内容分发网络,它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,使用户能够就近获取所需内容,从而提高用户访问响应速度和命中率。
二、CDN的术语
源站的原始服务器,即用户请求的最终目的地。
CDN节点:分布在各地的边缘服务器,用于缓存内容并响应用户请求。
加速域名:用于接入CDN服务的域名。
CNAME域名:一种DNS记录类型,用于将一个域名指向另一个域名,在CDN中,通常将加速域名通过CNAME方式指向CDN网络的Cache服务器地址。
终端用户:即发起请求的用户或客户端。
三、CDN的本质
CDN的本质是在用户和源站服务器之间增加了一个Cache层,当用户访问网站时,CDN网络会通过DNS接管(智能DNS)将用户的请求引导到Cache上,如果Cache上有用户请求的数据,则直接返回;如果没有,则向源站请求数据,并将数据缓存到Cache上供后续请求使用,这种机制可以显著提高用户访问速度,减轻源站压力,并应对网络攻击。
四、CDN使用的DNS
CDN使用的DNS技术对于实现内容分发至关重要,作为ICP(互联网内容提供商),只需将域名解释权交给CDN运营商,其他方面不需要进行任何修改,CDN运营商会为ICP的域名提供公开的解析,并通过CNAME记录等方式实现sortlist(排序列表)功能,以便根据客户端的IP地址返回相同域名的不同IP地址,从而实现就近访问。
五、CDN的工作原理
以阿里云CDN为例,假设通过CDN加速的域名为www.a.com,当终端用户(如北京)发起HTTP请求时,处理流程如下:
1、终端用户向www.a.com下的指定资源发起请求。
2、首先向LDNS(本地DNS)发起域名解析请求。
3、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。
4、授权DNS解析www.a.com时,返回域名CNAME www.a.tbcdn.com对应IP地址。
5、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。
6、LDNS获取DNS返回的解析IP地址。
7、用户获取解析IP地址。
8、用户向获取的IP地址发起对该资源的访问请求。
9、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;否则,节点向源站发起对该资源的请求,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,并返回给用户。
六、CDN的应用场景
CDN广泛应用于多个行业和场景,包括但不限于:
在线教育:通过低时延的产品特性,让数据得以即时传输,为师生带来响应快速、使用流畅的视频观看体验。
电子商务:利用充足带宽资源,做好CDN冗余储备,在用户访问突增时灵活、快速为客户调配资源,避免用户的“访问洪峰”影响购物体验。
短视频平台:采用网页静态资源优化加速分发,缩短网页响应时间,让用户刷起视频来更加流畅。
七、CDN的技术栈
CDN涉及的技术栈包括:
DNS:负责域名解析和调度。
HTTP知识:涉及各种元数据头(如Range、缓存等)和nginx的知识(如slice、代理)。
缓存和鉴权的知识:通过nginx等技术学习和应用。
CDN作为一种重要的网络加速技术,通过在各地部署边缘服务器,实现了用户就近获取内容,提高了用户访问速度和命中率,减轻了源站压力,并应对了网络攻击等问题,它在在线教育、电子商务、短视频平台等多个领域都有广泛的应用。
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