CDN内容分发网络

CDN这个词在技术圈中应该经常涉及，但我小白一个，第一次听到这个词是在面试当中，沉痛的教训，所以专门来写一篇有关于CDN(内容分发网络)的介绍，以便记忆。

CDN作用很大，我们每天都在享受CDN带来的福利，只是你感受不到。比如说在线教育诞生之初，线上直播效果其实是非常差的，画质不清晰也就算了，有时候直接会卡到视频和声音不同步，这些难题直接影响到在线教育的日常运作。CDN凭借低时延的产品特性，让数据得以即时传输，为师生带来响应快速、使用流畅的视频观看体验。
在电子商务领域，每一次大促的背后都意味着电商交易流量的高峰，要让电商走得更远、更顺畅，少不了CDN技术的加持。CDN利用充足带宽资源，做好CDN冗余储存，在用户访问突增时灵活、快速为客户调配资源，避免用户的“访问洪峰”影响购物体验，同时缓解源站压力，充分保障平台访问响应速度以及成功率。
在我们平时日常生活中，在我们刷短视频，比如抖音，快手等，CDN采用网页静态资源优化加速分发，缩短网页响应时间，让我们刷起视频来更加流畅。

什么是CDN

CDN英文全称Content Delivery Network，中文翻译即为内容分发网络。它是建立并覆盖在承载网之上，由分布在不同区域的边缘节点服务器群组成的分布式网络。

CDN应用广泛，支持多种行业，多种场景内容加速，例如：图片小文件、大文件、视音频点播、直播流媒体、全站加速、安全加速。

借用阿里云官网的例子，来简单介绍CDN的工作原理。假设通过CDN加速的域名为www.a.com，接入CDN网络，开始使用加速服务后，当终端用户(北京)发起HTTP请求时，处理流程如下：

1. 当终端用户(北京)向www.a.com下的指定资源发起请求时，首先向LDNS(本地DNS)发起域名解析请求。
2. LDNS检查缓存中是否有www.a.com的IP地址记录。如果有，则直接返回给终端用户；如果没有，则向授权DNS查询。
3. 当授权DNS解析www.a.com时，返回域名CNAME www.a.tbcdn.com对应IP地址。
4. 域名解析请求发送至阿里云DNS调度系统，并为请求分配最佳节点IP地址。
5. LDNS获取DNS返回的解析IP地址。
6. 用户获取解析IP地址。
7. 用户向获取的IP地址发起对该资源的访问请求。

• 如果该IP地址对应的节点已缓存该资源，则会将数据直接返回给用户，例如，图中步骤7和8，请求结束。
• 如果该IP地址对应的节点未缓存该资源，则节点向源站发起对该资源的请求。获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略，将资源缓存至节点，例如，途中的北京节点，并返回给用户，请求结束。

从这个例子可以了解到：

1. CDN的加速资源是跟域名绑定的。
2. 通过域名访问资源，首先是通过DNS分查找离用户最近的CDN节点(边缘服务器)的IP
3. 通过IP访问实际资源时，如果CDN上并没有缓存资源，则会到源站请求资源，并缓存到CDN节点上，这样，用户下一次访问时，该CDN节点就会有对应资源的缓存了。

简单讲，CDN就是通过将站点内容发布至遍布全球的海量加速节点，使其用户可就近获取所需内容。
CDN主要解决这么些问题：

• 物理距离远，多次网络转发，延时高不稳定；
• 所在运营商不同，需运营商之间转发绕行；
• 网络带宽处理能力有限，海量请求时，响应速度与可用性降低。

CDN工作原理

CDN的工作原理就是将源站的资源缓存到位于全国各地的CDN节点商，用户请求资源时，就近返回节点上缓存的资源，而不需要每个用户的请求都回您的源站获取，避免网络拥塞、分担源站压力，保证用户访问资源的速度和体验。

为什么要用CDN？

如果你在经营一家网站，那你应该知道几点因素是你致胜的关键：

• 内容有吸引力
• 访问速度快
• 支持频繁的用户互动
• 可以在各处浏览无障碍
  另外，你的网站必须能在复杂的网络环境下运行，考虑到全球的用户访问体验。你的网站也会随着使用越来越多的对象(如图片、帧、CSS及APIs)和形形色色的动作(分享、跟踪)而系统逐渐庞大。所以，系统变慢带来用户的流失。
  Google及其它网站的研究表明，一个网站每慢一秒钟，就会丢失许多访客，甚至这些访客永远不会再次光顾这些网站。可以想象，如果网站是你的盈利渠道或是品牌窗口，那么网站速度慢将是一个致命的打击。
  这就是你使用CDN的第一个也是最重要的原因：为了加速网站的访问
  除此之外，CDN还有一些作用：

1. 为了实现跨运营商、跨地域的全网覆盖
   互联不互通、区域ISP地域局限、出口带宽受限制等种种因素都造成了网站的区域性无法访问。CDN加速可以覆盖全球的线路，通过和运营商合作，部署IDC(互联网数据中心)资源，在全国骨干节点商，合理部署CDN边缘分发存储节点，充分利用带宽资源，平衡源站流量。
2. 为了保障你的网站安全
   CDN的负载均衡和分布式存储技术，可以加强网站的可靠性，相当于无形中给你的网站添加了一把保护伞，应对绝大部分的互联网攻击事件。防攻击系统也能避免网站遭到恶意攻击。
3. 为了异地备援
   当某个服务器发生意外故障时，系统将会调用其他临近的健康服务器节点进行服务，进而提供接近100%的可靠性，这就让你的网站可以做到永不宕机。
4. 为了节约成本投入
   使用CDN加速可以实现网站的全国铺设，你根本不用考虑购买服务器与后续的托管运维，服务器之间镜像同步，也不用为了管理维护技术人员而烦恼。
5. 为了让你更专注业务本身
   CDN加速厂商一般都会提供一站式服务，业务不仅限于CDN，还有配套的云存储、大数据服务、视频云服务等，而且一般会提供7x24运维监控支持，保证网络随时畅通，你可以放心使用。并且将更多的精力投入到发展自身的核心业务之上。

CDN与传统网站访问的区别

CDN主要功能是在不同的地点缓存内容，通过负载均衡技术，将用户的请求定向到最合适的缓存服务器上去获取内容，比如说，是北京的用户，我们让他访问北京的节点，深圳的用户，我们让他访问深圳的节点。通过就近访问，加速用户对网站的访问。解决Internet网络拥堵状况，提高用户访问网络的响应速度。

传统网站访问：

使用了CDN的网站访问：

与传统访问方式不同，CDN网络则是在用户和服务器之间增加缓存层，将用户的访问请求引导到最优的缓存节点而不是服务器源站点，从而加速访问速度。

完整的CDN工作流程：

通过权威DNS服务器来实现最优节点的选择，通过缓存来减少源站的压力。

CDN的应用场景

1. 网站站点/应用加速
   站点或者应用中大量静态资源的加速分发，建议将站点内容进行动静分离，动态文件可以结合云服务器ECS，静态资源如各类型图片、html、css、js文件等，建议结合对象存储OSS存储海量静态资源，可以有效加速内容加载速度，轻松搞定网站图片、短视频等内容分发。

2. 视音频点播/大文件下载分发加速
   支持各类文件的下载，分发，支持在线点播加速业务，如MP4、flv视频文件或者平均单个文件大小在20M以上，主要的业务场景是视音频点播、大文件下载(如安装包下载)等，建议搭配对象存储OSS使用，可提升回溯速度，节约近2/3回源带宽成本。

3. 视频直播加速
   视频流媒体直播服务，支持媒资存储、切片转码、访问鉴权、内容分发加速一体化解决方案。结合弹性伸缩服务，既是调整服务器带宽，应对突发访问流量；结合媒体转码服务，享受高速稳定的并行转码，且任务规模无缝扩展。

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、端视屏、UGC等内容的优化加速分发。提供httpDNS服务，避免DNS劫持并获得实时精确的DNS解析结果，有效缩短用户访问事件，提升用户体验。