一、CDN的基本原理
1、内容获取:CDN首先从源服务器获取内容,并将其缓存到各地的节点上,这些节点通常位于全球各地的运营商网络中,以便更接近用户。
2、内容分发:当用户请求访问某个内容时,CDN会根据用户的地理位置和网络状况,选择最佳的节点提供内容,通过这种方式,用户可以从最近的节点获取内容,从而减少访问延迟。
3、负载均衡:当大量用户同时访问某个内容时,CDN会通过负载均衡技术将流量分散到各个节点上,确保每个节点都能够高效地处理请求。
4、内容更新:为了确保内容的实时性,CDN会定期从源服务器获取最新内容,并更新缓存节点上的数据。
二、CDN的优势
1、传输:通过将内容缓存到各地的节点上,CDN能够显著减少用户访问延迟,提高内容传输速度。
2、减轻源服务器压力:通过分散请求流量到各个节点上,CDN能够减轻源服务器的负载压力,提高其稳定性和可靠性。
3、提升用户体验:由于用户可以从最近的节点获取内容,避免了跨地域和运营商的网络瓶颈,提高了用户体验。
4、安全性增强:CDN可以提供一层额外的安全防护,通过缓存节点抵御DDoS攻击等网络威胁。
三、CDN的应用场景
1、网站站点/应用加速:通俗讲就是static 内容加速,静态内容加速,如:html image js css 等。
2、视音频点播/大文件下载分发加速:基本上都是视频点播,MP4、flv等视频文件,例如国内的优酷、土豆、腾讯视频、爱奇艺都是一样。
3、视频直播加速:视频直播加速,流媒体切片、转码、码流转换等等,熊猫TV、斗鱼、淘宝直播。
4、移动应用加速:移动APP更新文件(apk文件)分发,移动APP内图片、页面、短视频、UGC等内容的优化加速分发,ios、安卓 端 APP 、微信小程序、支付宝小程序等。
四、CDN与镜像服务器的区别
1、镜像服务器服务器的完整复制。
2、CDN:是部分内容的缓存,智能程度更好,CND = 更智能的镜像 + 缓存 + 流量导流。
五、CDN的系统组成
组件 | 描述 |
源服务器(Origin Server) | 存储网站内容的主要服务器,存放原始的网页、图像、视频和其他静态或动态文件。 |
边缘服务器(Edge Server) | 部署在全球各个地点的服务器节点,构成 CDN 的基础架构,存有一部分或全部的缓存内容。 |
负载均衡器(Load Balancer) | 在多个边缘服务器之间均匀分配用户请求的流量,根据不同算法将请求导向最优的边缘服务器。 |
缓存机制 | 存储源服务器上的内容副本,当用户请求访问文件时,边缘服务器尝试返回缓存中的副本。 |
DNS(Domain Name System) | 解析用户请求的域名并将其映射到最近的边缘服务器。 |
内容管理系统(Content Management System) | 管理和发布网站的内容,与 CDN 集成,使更新的内容能够传递到 CDN,并在边缘服务器上进行缓存。 |
六、CDN的访问过程
1、用户点击APP上的内容,APP根据URL地址去本地DNS寻求IP地址解析。
2、本地DNS系统会将域名的解析权交给CDN专用DNS服务器。
3、CDN专用DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户。
4、用户向CDN的负载均衡设备发起内容URL访问请求。
5、CDN负载均衡设备根据用户IP地址及用户请求的内容URL,选择一台用户所属区域的缓存服务器。
6、负载均衡设备告诉用户这台缓存服务器的IP地址,让用户向所选择的缓存服务器发起请求。
7、用户向缓存服务器发起请求,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,如果缓存服务器上并没有用户想要的内容,则缓存服务器向网站的源服务器请求内容,直到获取内容后发给用户,并根据用户自定义的缓存策略判断要不要把内容缓存到缓存服务器上。
七、CDN加速原理
1、负载均衡:CDN通过将用户请求分发到不同的节点,避免单一节点过载,从而保证用户请求响应速度。
2、缓存机制:CDN将静态资源缓存在靠近用户的节点上,当用户请求这些资源时,可直接从缓存中获取,避免了从源站获取资源的耗时。
3、数据传输优化:CDN采用自动智能路由技术,选择最优的传输路径,避免网络拥塞,从而优化数据传输过程。
4、动态加速技术:CDN可以使用动态加速技术,对动态内容进行加速,例如应用程序、交互式内容和数据库查询等。
5、安全保障:CDN可以提供一些常用的安全防护机制,如DDoS攻击防护、源站防护等,保障网站的安全。
八、相关问答FAQs
1、问:什么是CDN?
答:CDN即内容分发网络,是一种利用分布式节点技术,在全球部署服务器,即时地将网站、应用视频、音频等静态或动态资源内容分发到用户所在的最近节点,提高用户访问这些内容的速度和稳定性的技术。
2、问:为什么需要使用CDN?
答:使用CDN的原因主要包括加速内容传输、减轻源服务器压力、提升用户体验和增强安全性等方面,通过将内容缓存到各地的节点上,CDN能够显著减少用户访问延迟,提高内容传输速度;通过分散请求流量到各个节点上,CDN能够减轻源服务器的负载压力,提高其稳定性和可靠性;由于用户可以从最近的节点获取内容,避免了跨地域和运营商的网络瓶颈,提高了用户体验;CDN还可以提供一层额外的安全防护,通过缓存节点抵御DDoS攻击等网络威胁。
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