CDN(内容分发网络)是一种通过在多个地理位置部署服务器节点,将内容缓存到距离用户最近的节点,从而加速内容传输的技术,以下是对CDN的详细解读:
一、基本概念和产生背景
1、基本概念:
CDN(Content Delivery Network)即内容分发网络,是一种通过在现有互联网中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的网络边缘,使用户可以就近取得所需内容,从而提高用户访问内容的响应速度和命中率。
2、产生原因:
随着互联网的发展,网络拥塞、对等互联关口以及长距离传输时延等问题日益严重,导致用户体验下降,CDN的出现就是为了解决这些问题,通过在各地部署节点,将内容缓存到离用户最近的地方,减少传输时间和网络拥堵。
二、CDN的基本工作过程
1、用户访问流程:
用户点击URL,经过本地DNS解析,DNS系统将域名解释权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。
CDN的DNS服务器将CDN全局负载均衡设备的IP地址返回给用户。
用户向CDN设备发出URL访问请求,CDN全局负载均衡设备根据用户IP地址及请求内容,选择所属区域的区域负载均衡设备。
CDN区域负载均衡设备根据用户信息,返回区域的缓存服务器IP地址。
用户向缓存服务器发送请求,获取响应。
三、CDN的发展历程
CDN技术从最初的简单缓存发展到如今的智能调度、安全防护、动态加速等多功能集成系统,经历了多个阶段的技术革新和应用拓展。
四、CDN对于互联网产业的价值和作用
1、促进分工:CDN的发展促进了互联网产业的进一步分工,使得内容提供商与用户之间的连接更加高效。
2、降低骨干网压力:CDN通过与各级网络联系调度配合,降低了骨干网的传输压力和峰谷变化。
3、第三方产业发展:CDN技术的进一步发展促进了互联网出运营商和SP之外的第三方产业的蓬勃发展。
五、CDN的系统架构
1、功能架构:
分发服务系统:包括网页加速、流媒体加速、应用加速等多个子系统。
负载均衡系统:负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度。
运营管理系统:包括运营管理和网络管理两个子系统,负责业务管理和网络设备管理。
2、部署架构:
CDN系统由大量的POP节点组成,包括中心节点和区域节点。
Cache设备与负载均衡设备的连接方式有旁路模式和穿越模式。
六、CDN系统分类
1、基于不同内容承载类型:
网页加速:提高网页访问速度。
流媒体加速:包括直播和点播加速。
文件传输加速:加速大文件传输。
应用协议加速:优化TCP/IP传输协议。
SSL应用加速:提供SSL加密解密运算工作。
2、生成机制:
与动态内容通过缓存技术存储,动态内容需要实时处理。
七、CDN系统的关键技术实现
1、内容缓存技术:
包括正向代理器、反向代理、透明代理和Web Cache等。
关键性能指标包括并发量、吞吐量、命中率、响应时间与丢包率。
2、流媒体传输协议体系:
包括RTSP、RTP、RTCP、RTMP、HTTP Streaming等。
流媒体加速与Web加速之间的业务差异主要体现在内容类型、用户行为和内容管理要求上。
八、CDN系统的关键技术实现
1、Cache设计与实现:
支持多种协议的Cache设备,如正向代理器、反向代理和透明代理。
Web Cache技术基于HTTP协议,关键性能指标包括并发量、吞吐量、命中率、响应时间与丢包率。
2、流媒体传送过程:
包括Access、Demux、Decode和Output四个步骤。
流媒体传输协议体系包括RTSP、RTP、RTCP、RTMP和HTTP Streaming。
3、流媒体业务对CDN系统的要求:
流媒体加速与Web加速之间的业务差异主要体现在内容类型、用户行为和内容管理要求上。
流媒体CDN系统架构包括管理支撑子系统、负载均衡子系统和流媒体服务子系统。
4、内容分发机制设计与实现:
包括PULL和PUSH两种组网模式。
内容文件预提取技术包括视频转码、码率转换、空间分辨率转换和时间分辨率转换。
5、缓存算法:
包括传统的替换算法如LFU、LRU和LRU-threshold,以及媒体内容预提取算法和前缀缓存算法。
九、边缘安全加速平台EO
1、简介:
EdgeOne是腾讯云下一代CDN,提供域名解析、动静态智能加速、TCP/UDP四层加速、DDoS/CC/Web/Bot防护和边缘函数计算等一体化服务。
2、核心能力:
域名管理:支持全网域名解析,实现统一管理。
DDoS防护:提供全面、高效、专业的DDoS防护能力。
Web防护:基于Web攻击样本库,抵御各类Web攻击。
加速:采用边缘节点和区域中心两级架构,提升加速效果。
3、使用场景:
适用于游戏、视频、电商、金融等多个行业,提供低延迟访问、高可靠性和安全防护。
4、产品优势:
提供集内容加速和安全防护于一体的边缘安全加速平台。
拥有丰富的全球资源储备和灵活的控制台配置能力。
十、全局负载均衡工作原理及实现
1、全局负载均衡的作用:
GSLB在CDN系统中用于解决节点之间相互协同的问题,实现大规模服务能力和高可用性。
2、基于DNS解析的GSLB实现机制:
包括CNAME方式、负载均衡器作为权威DNS服务器和代理DNS服务器。
负载均衡策略包括静态策略和动态策略。
3、基于应用层协议重定向的GSLB:
根据用户IP、内容分布、设备负载和链路状况等信息,为用户选择合适服务单元。
4、基于IP路由的GSLB:
通过为两个本地负载均衡器配置相同的VIP地址,实现流量分担。
十一、集群技术与负载均衡技术
1、服务器集群技术:
包括计算集群、负载均衡集群和高可用集群。
2、Cache集群协同交互方法:
包括ICP、HTCP、Cache Digest和CARP等协议。
3、负载均衡技术的实现:
负载均衡调度算法包括轮训、加权轮询、随机、加权随机等。
会话持续性保证技术包括基于源IP地址、Cookie数据和HTTP报文头等方法。
服务器健康检测技术包括ICMP Echo、FTP、DNS和RADIUS等方法。
负载均衡部署方式包括直连、旁挂和双机热备部署方式。
服务器负载均衡分为四层L4负载均衡和七层L7负载均衡。
链路负载均衡包括Outbound和Inbound链路负载均衡。
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