視界云：CDN｛內容分發網絡｝知識詳解

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CDN?全稱:Content Delivery Network或Content Ddistribute Network，即內容分發網絡

基本思路：

盡可能避開互聯網上有可能影響數據傳輸速度和穩定性的瓶頸和環節，使內容傳輸的更快、更穩定。通過在網絡各處放置節點服務器所構成的在現有的互聯網基礎之上的一層智能虛擬網絡，CDN系統能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。

目的：

解決因分布、帶寬、服務器性能帶來的訪問延遲問題，適用于站點加速、點播、直播等場景。使用戶可就近取得所需內容，解決 Internet網絡擁擠的狀況，提高用戶訪問網站的響應速度和成功率。

控制時延無疑是現代信息科技的重要指標，CDN的意圖就是盡可能的減少資源在轉發、傳輸、鏈路抖動等情況下順利保障信息的連貫性。

CDN就是扮演者護航者和加速者的角色，更快準狠的觸發信息和觸達每一個用戶，帶來更為極致的使用體驗。

這里引入一個關鍵詞：控制時延

無疑是現代信息科技的重要指標，CDN的意圖就是盡可能的減少資源在轉發、傳輸、鏈路抖動等情況下順利保障信息的連貫性

根據論文《WAITING TIMES IN QUALITY OF EXPERIENCE FOR WEB BASED SERVICES》中提出的：
其指出基于人腦在等待不同時長的信息時，產生的不同意識行為，進而對信息獲取產生的差別感官體驗。

感知的持續時間 VS 客觀持續時間

根據研究發現：

當人們獲得Voice這類聲音訊息時，好感度隨時間流逝下降的最為迅速，僅需16分鐘“評估意見等級”下降了70%，可見音像資源受緩沖時間的影響可見一斑

?0.1 s：用戶幾乎感覺不到系統是否不連貫性。
?1.0 s：用戶明顯注意到時延的發生，但是在該時間內思維依然是連貫的。
?10 s：超過該時間的時延會使用戶失去等待意愿。
控制時延無疑是現代信息科技的重要指標，CDN的意圖就是盡可能的減少資源在轉發、傳輸、鏈路抖動等情況下順利保障信息的連貫性。
再通俗點說就是在網速一定的前提下，CDN就像網絡中快遞員小哥

而且CDN這個快遞員很是聰明
TA不是在用蠻力瞎跑、亂撞

TA還承建了很多家快遞點，就近快遞(緩存)

TA善于優化快遞路徑(調度)
還會對包裹進行更合理的重新打包(協議優化)

基礎架構：

最簡單的CDN網絡由一個DNS服務器和幾臺緩存服務器組成：

當用戶點擊網站頁面上的內容URL，經過本地DNS系統解析，DNS系統會最終將域名的解析權交給CNAME指向的CDN專用DNS服務器。
CDN的DNS服務器將CDN的全局負載均衡設備IP地址返回用戶。
用戶向CDN的全局負載均衡設備發起內容URL訪問請求。
CDN全局負載均衡設備根據用戶IP地址，以及用戶請求的內容URL，選擇一臺用戶所屬區域的區域負載均衡設備，告訴用戶向這臺設備發起請求。
區域負載均衡設備會為用戶選擇一臺合適的緩存服務器提供服務，選擇的依據包括：根據用戶IP地址，判斷哪一臺服務器距用戶最近；根據用戶所請求的URL中攜帶的內容名稱，判斷哪一臺服務器上有用戶所需內容；查詢各個服務器當前的負載情況，判斷哪一臺服務器尚有服務能力。基于以上這些條件的綜合分析之后，區域負載均衡設備會向全局負載均衡設備返回一臺緩存服務器的IP地址。
全局負載均衡設備把服務器的IP地址返回給用戶。
用戶向緩存服務器發起請求，緩存服務器響應用戶請求，將用戶所需內容傳送到用戶終端。如果這臺緩存服務器上并沒有用戶想要的內容，而區域均衡設備依然將它分配給了用戶，那么這臺服務器就要向它的上一級緩存服務器請求內容，直至追溯到網站的源服務器將內容拉到本地。

服務模式：

簡單地說，CDN是一個經策略性部署的整體系統，包括分布式存儲、負載均衡、網絡請求的重定向和內容管理4個要件，而內容管理和全局的網絡流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。

通過用戶就近性和服務器負載的判斷，CDN確保內容以一種極為高效的方式為用戶的請求提供服務。

舉例說明：

國內訪問量較高的網站、直播、視頻平臺，均使用CDN網絡加速技術，雖然網站的訪問巨大，但無論在什么地方訪問都會感覺速度很快。而一般的網站如果服務器在網通，電信用戶訪問很慢，如果服務器在電信，網通用戶訪問又很慢。

通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構，將網站的內容發布到最接近用戶的cache服務器內，通過DNS負載均衡的技術，判斷用戶來源就近訪問cache服務器取得所需的內容，解決Internet網絡擁塞狀況，提高用戶訪問網站的響應速度，如同提供了多個分布在各地的加速器，以達到快速、可冗余的為多個網站加速的目的。

CDN服務最初用于確保快速可靠地分發靜態內容，這些內容可以緩存，最適合在網速龐大的網絡中存儲和分發，該網絡在幾十多個國家的十幾個網絡中的覆蓋CDN網絡服務器。由于動態內容必須通過互聯網來傳輸，因此要提供快速的網絡體驗。如今的CDN可謂是大文件、小文件、點播、直播、動靜皆宜！

主要特點：

1、本地Cache加速，提高了企業站點（尤其含有大量圖片和靜態頁面站點）的訪問速度，并大大提高以上性質站點的穩定性

2、鏡像服務消除了不同運營商之間互聯的瓶頸造成的影響，實現了跨運營商的網絡加速，保證不同網絡中的用戶都能得到良好的訪問質量。

3、遠程加速遠程訪問用戶根據DNS負載均衡技術智能自動選擇Cache服務器，選擇最快的Cache服務器，加快遠程訪問的速度

4、帶寬優化自動生成服務器的遠程Mirror（鏡像）cache服務器，遠程用戶訪問時從cache服務器上讀取數據，減少遠程訪問的帶寬、分擔網絡流量、減輕原站點WEB服務器負載等功能。

5、集群抗攻擊廣泛分布的CDN節點加上節點之間的智能冗余機制，可以有效地預防黑客入侵以及降低各種D.D.o.S攻擊對網站的影響，同時保證較好的服務質量。

關鍵技術：

內容發布：它借助于建立索引、緩存、流分裂、組播（Multicast）等技術

內容路由：它是整體性的網絡負載均衡技術，通過內容路由器中的重定向（DNS）機制，在多個遠程POP上均衡用戶的請求，以使用戶請求得到最近內容源的響應；

內容交換：它根據內容的可用性、服務器的可用性以及用戶的背景，在POP的緩存服務器上，利用應用層交換、流分裂、重定向（ICP、WCCP）等技術，智能地平衡負載流量；

性能管理：它通過內部和外部監控系統，獲取網絡部件的狀況信息，測量內容發布的端到端性能（如包丟失、延時、平均帶寬、啟動時間、幀速率等），保證網絡處于最佳的運行狀態。

Q & A

1.CDN加速是對網站所在服務器加速，還是對其域名加速？
CDN是只對網站的某一個具體的域名加速。如果同一個網站有多個域名，則訪客訪問加入CDN的域名獲得加速效果，訪問未加入CDN的域名，或者直接訪問IP地址，則無法獲得CDN效果。

2.CDN和鏡像站點比較有何優勢？
CDN對網站的訪客完全透明，不需要訪客手動選擇要訪問的鏡像站點，保證了網站對訪客的友好性。CDN對每個節點都有可用性檢查，不合格的節點會第一時間剔出，從而保證了極高的可用率，而鏡像站點無法實現這一點。CDN部署簡單，對原站基本不做任何改動即可生效。

3.CDN和雙線機房相比有何優勢？
常見的雙線機房只能解決網通和電信互相訪問慢的問題，其它ISP（譬如教育網，移動網，鐵通）互通的問題還是沒得到解決。而CDN是訪問者就近取數據，而CDN的節點遍布各ISP，從而保證了網站到任意ISP的訪問速度。另外CDN因為其流量分流到各節點的原理，天然獲得抵抗網絡攻擊的能力。

4.CDN使用后，原來的網站是否需要做修改，做什么修改？
一般而言，網站無需任何修改即可使用CDN獲得加速效果。只是對需要判斷訪客IP程序，才需要做少量修改。

5.為什么我的網站更新后，通過CDN后看到網頁還是舊網頁，如何解決？　
由于CDN采用各節點緩存的機制，網站的靜態網頁和圖片修改后，如果CDN緩存沒有做相應更新，則看到的還是舊的網頁。為了解決這個問題，CDN管理面板中提供了URL推送服務，來通知CDN各節點刷新自己的緩存。在URL推送地址欄中，輸入具體的網址或者圖片地址，則各節點中的緩存內容即被統一刪除，并且當即生效。如果需要推送的網址和圖片太多，可以選擇目錄推送，輸入 http://www.kkk.com/news 即可以對網站下news目錄下所有網頁和圖片進行了刷新。

6.能不能讓CDN不緩存某些即時性要求很高的網頁和圖片？
只需要使用動態頁面，asp，php，jsp等動態技術做成的頁面不被CDN緩存，無需每次都要刷新。或者采用一個網站兩個域名，一個啟用CDN，另外一個域名不用CDN，對即時性要求高的頁面和圖片放在不用CDN的域名下。

7.網站新增了不少網頁和圖片，這些需要使用URL推送嗎？　
后來增加的網頁和圖片，不需要使用URL推送，因為它們本來就不存在緩存中。

8.網站用CDN后，有些地區反映無法訪問了，怎么辦？
CDN啟用后，訪客不能訪問網站有很多種可能，可能是CDN的問題，也可能是源站點出現故障或者源站點被關閉，還可能是訪客自己所在的網絡出現問題，甚至我們實際故障排除中，還出現過客戶自己計算機中毒，導致無法訪問網站。客戶報告故障時，可隨時聯系我們24小時技術部進行處理。

9.哪些情況推薦使用CDN？
一般來說以資訊、內容等為主的網站，具有一定訪問體量的網站
資訊網站、政府機構網站、行業平臺網站、商城等以動態內容為主的網站
論壇、博客、交友、SNS、網絡游戲、搜索/查詢、金融等。提供http下載的網站
軟件開發商、內容服務提供商、網絡游戲運行商、源碼下載等有大量流媒體點播應用的網站
擁有視頻點播平臺的電信運營商、內容服務提供商、體育頻道、寬頻頻道、在線教育、視頻博客等

10.哪些情況不適用于CDN?
此類極端狀況不建議您使用CDN服務