CDN网络是如何实现高效内容分发的？

CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）是一种通过在现有的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，提高用户访问网站的响应速度，CDN＝镜像（Mirror）＋缓存（Cache）＋整体负载均衡（GSLB）。

CDN的工作原理

1、DNS解析：当用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS系统会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。

2、全局负载均衡：CDN的DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户，用户向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求。

3、区域负载均衡：CDN全局负载均衡设备根据用户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。

4、缓存服务器选择：区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括：根据用户IP地址，判断哪一台服务器距用户最近；根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力。

5、内容传输：如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。

6、内容交付：缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户终端。

CDN的架构组成

CDN主要由以下几部分组成：

内容缓存设备（Cache设备）：用于缓存内容实体和对缓存内容进行组织和管理，当有用户访问该客户内容时，直接由各缓存服务器响应用户的请求。

内容分发管理设备：主要负责核心Web服务器内容到CDN网络内缓存设备的内容推送、删除、校验以及内容的管理、同步等。

本地负载均衡交换机：负责将用户请求分配到最近的缓存服务器。

GSLB设备：实现CDN全网各缓存节点之间的资源负载均衡，它与各节点的SLB设备保持通信，搜集各节点缓存设备的健康状态、性能、负载等，自动将用户指引到位于其地理区域中的最近服务器或者引导用户离开拥挤的网络和服务器。

CDN管理系统：实现对全网设备的管理，对系统的配置，它不仅能对系统中的各个设备进行实时监控，对各种故障产生相应的告警，还能实时观测到系统中总的流量以及各节点的流量，并保存在系统的数据库中，作为统计分析的基础数据，并对日志文件进行管理、报告，作为计费的基础数据。

表格展示CDN工作流程

步骤	描述
1	用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS系统会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。
2	CDN的DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户，用户向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求。
3	CDN全局负载均衡设备根据用户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。
4	区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括：根据用户IP地址，判断哪一台服务器距用户最近；根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力。
5	如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。
6	缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户终端。

常见问题解答

问：什么是CDN？

答：CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）是一种通过在现有的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，提高用户访问网站的响应速度，CDN＝镜像（Mirror）＋缓存（Cache）＋整体负载均衡（GSLB）。

问：CDN如何工作？

答：CDN通过在全球范围内部署大量的服务器节点，将内容缓存到离用户更近的服务器上，从而减少内容传输的距离，提高访问速度和响应时间，当用户请求访问某个网站或应用程序时，CDN会自动选择距离用户最近的服务器节点，从该节点提供内容，而不是直接从原始服务器获取内容。

CDN通过智能路由和负载均衡技术，将用户请求导向最近的缓存服务器，从而加速内容的传输和访问速度，提高用户体验，CDN还具备跨运营商、跨地域的全网覆盖能力，能够有效解决因分布、带宽、服务器性能带来的访问延迟问题。

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