如何进行有效的CDN架构规划？

CDN架构规划是提升网站性能、优化用户体验的关键策略之一，通过在全球多个地理位置部署边缘服务器，CDN能够显著减少内容传输的延迟，提高内容的加载速度和可用性，以下是对CDN架构规划的详细阐述：

一、功能架构

1、分发服务系统

基本工作单元：各个Cache服务器负责直接响应用户请求，将内容快速分发到用户，它们还负责内容更新，保证与源站内容的同步。

子服务系统划分类型和服务种类的不同，分发服务系统分为多个子服务系统，如网页加速服务、流媒体加速服务、应用加速服务等，每个子服务系统都是一个分布式的服务集群，由功能类似、地域接近的Cache集群组成。

反馈机制：分发服务系统需要向上层的管理调度系统反馈各个Cache设备的健康状况、响应情况、内容缓存状况等，以便管理调度系统能够根据设定的策略决定由哪个Cache设备来响应用户的请求。

2、负载均衡系统

中枢角色：负载均衡系统是整个CDN系统的中枢，负责对所有的用户请求进行调度，确定提供给用户的最终访问地址。

分级实现：最基本的两极调度体系包括全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB），GSLB根据用户地址和用户请求的内容，主要根据就近性原则，确定向用户服务的节点，SLB则负责节点内部的负载均衡，当用户请求从GSLB调度到SLB时，SLB会根据节点内各个Cache设备的工作状况和内容分布情况等对用户请求重定向。

3、管理系统

运营管理子系统：负责处理业务层面的与外界系统交互所必须的一些收集、整理、交付工作，包括用户管理、产品管理、计费管理、统计分析等。

网络管理子系统：实现对CDN系统的设备管理、拓扑管理、链路监控和故障管理，为管理员提供对全网资源的可视化的集中管理，通常用web方式实现。

二、部署架构

1、层级划分

边缘层：直接面向用户，负责给用户提供内容服务的Cache设备都部署在整个CDN网络的边缘位置，这些设备需要支持分层存储，一部分支持SSD固态硬盘作为高速存储，另一部分支持大容量SATA串口硬盘作为数据备份节点。

中心层：负责全局的管理和控制，同时也保存了最多的内容Cache，在边缘层设备未能命中Cache时，需要向中心层设备请求；而中心层未能命中时，则需要向源站请求，不同的CDN系统设计存在差异，中心层可能具备用户服务的能力，也可能只会向下一层提供服务。

区域层：如果CDN系统比较庞大，边缘层向中心层请求内容太多，会造成中心层负载压力太大，需要在中心层和边缘层之间部署一个区域层，负责一个区域的管理和控制，也可以提供一些内容Cache供边缘层访问。

2、边缘节点的负载均衡

穿越方式：SLB一般使用L4-7层的交换机实现，SLB对外提供可访问的公网IP，而各个Cache设备只分配私网IP，一个SLB下挂载的所有Cache设备构成一个服务集群，所有的用户请求都要先经过SLB，再由SLB将请求向Cache设备转发，SLB对外部用户屏蔽了Cache地址，具有较好的安全性和可靠性；但是在节点负载较大时，SLB设备容易成为性能瓶颈，可以通过软件方式实现穿越方式：LVS（四层）和Nginx（七层）。

旁路模式：SLB和Cache设备都分配有外网IP，使用并联方式连接，用户请求先到达SLB，SLB再将请求重定向到Cache设备，此种方式部署灵活，扩展性好，但是SLB和Cache设备都直接面向用户，并且需要应用层重定向，安全性较差。

三、配置步骤

1、选择供应商：选择一家提供CDN服务的供应商，例如Akamai、Cloudflare或Amazon CloudFront等。

2、申请账户：在供应商处注册一个账户，并申请一个CDN资源池。

3、配置CDN服务：根据供应商提供的文档和指南，配置CDN服务的路由器和网络设备，以将CDN服务器添加到现有的网络中。

4、导入网站资源：将网站资源导入CDN服务器并设置MIME类型，以便CDN服务器能够正确处理这些资源。

5、监控和优化：监控CDN服务的性能，并优化CDN路由器和网络设备的配置，以便为用户提供最佳的访问体验。

四、FAQs相关问题及解答

Q1: CDN如何提高网站的加载速度？

A1: CDN通过将网站资源存储在全球多个地理位置的服务器上，当用户访问网站时，CDN会根据用户的地理位置将最接近的服务器上的资源提供给他们，从而大大提高网站的加载速度和用户体验。

Q2: CDN是否适合所有类型的网站？

A2: 虽然CDN对大多数网站都有加速效果，但并非所有网站都适合使用CDN，高度动态的网站或者需要实时交互的应用可能不适合使用CDN，因为这些网站的内容经常变化，CDN缓存的内容可能很快就会过期。

Q3: CDN的安全性如何保障？

A3: CDN提供了多种安全措施来保护网站免受恶意攻击，如SSL/TLS加密、DDoS攻击防护等，CDN还可以隐藏源服务器的真实IP地址，增加源服务器的安全性。

五、小编有话说

随着互联网的快速发展，用户对网站性能的要求越来越高，CDN作为提升网站性能的重要手段之一，其重要性不言而喻，CDN架构规划并不是一件简单的事情，它需要考虑多个因素，如节点部署策略、内容分发机制、缓存策略、负载均衡以及故障恢复等，在进行CDN架构规划时，建议充分了解自身业务需求和技术能力，选择合适的CDN服务提供商和解决方案，以确保CDN能够为网站带来最大的性能提升和用户体验优化。