CDN(Content Delivery Network)技术原理概要

简介

CDN(Content Delivery Network)即内容分发网络，依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能，使用户就近获取所需内容，提高用户访问响应速度和命中率。---- 来自：CDN百度百科
举个简单的例子：让原本上海的浏览器要访问北京主站内容的请求，转而由部署在上海或其他地方的缓存来受理，这样请求的数据只需要经过很短的距离就能够到达请求端，有效利用带宽并降低主站压力

工作原理

CDN网络一般分为中心节点和边缘节点
1. 中心节点功能：监控边缘节点的情况（可用性，拥塞程度），全局负载均衡管理，与主站点进行数据同步
CDN工作原理：
浏览器访问一个网站所经历的步骤
1. 未加CDN缓存的网站
  1. 用户在浏览器地址栏输入要访问的域名
  2. 浏览器解析域名得到对应的IP地址，再向此IP地址的服务器发出访问请求
  3. 浏览器根据服务器返回的东西显示网页内容
2. 加CDN缓存的网站
  1. 用户在浏览器中输入要访问的域名
  2. 浏览器对域名解析，（CDN对域名解析过程进行了调整）得到该域名的CNAME记录，然后利用全局的负载均衡DNS解析得到实际的IP地址
  3. 浏览器在得到了实际的IP地址（缓存服务器的IP）后向缓存服务器发出访问请求
  4. 缓存服务器根据浏览器提供的要访问的域名通过DNS解析得到该域名对应的实际的IP地址，然后该缓存服务器向此实际IP地址提交访问请求
  5. 缓存服务器从实际IP地址得到内容后，进行两个操作：
    1. 将得到的内容保存到本地，以便以后使用
    2. 将获取的内容返回给客户端，完成数据服务过程
示例：
1. 如图所示：
2. 浏览器访问站点的步骤：
  1. 用户在浏览器的地址栏中输入www.web.com，然后回车，浏览器发现本地没有DNS缓存，就向网站的DNS服务器请求
  2. 网站的DNS域名解析器设置了CNAME，指向了www.web.51cdn.com（CDN只能接职能负载均衡系统）
  3. 职能DNS负载均衡系统解析域名，把对用户响应速度最快的IP节点返回给用户
  4. 浏览器向该IP节点发送请求
  5. 第一次访问的时候，CDN服务器请求原web站点，得到内容后一方面将得到的内容缓存到本地；另一方面将请求的结果返回给客户端（下次访问的时候，如果节点的缓存内容可用的话，就不会再请求原web站点了）
CDN关键技术
CND关键技术有：内容路由技术、内容分发技术、内容存储技术、内容管理技术
1. 内容路由功能
  1. CDN的负载均衡系统实现CDN的内容路由功能。CDN内容路由功能作用使用户请求到达CDN网络中的最佳节点
  2. 全局负载均衡主要目的是让用户的请求到达CDN网络中最近的节点
  3. 局部负载均衡在特定的范围内寻找一台合适的节点提供服务（要考虑到节点的健康性、负载情况、支持的媒体格式等运行状态）
2. 内容分发技术
  内容分发技术主要是PUSH和PULL
  1. PUSH是一种主动分发的技术，通常由内容管理系统发起，将内容从源或者中心媒体资源库发布到各个边缘的Cache节点（HTTP/FTP）
  2. PULL 是一种被动的分发技术，当用户请求的内容不在请求所达到的边缘Cache的节点上时，该节点会从内容源或其他节点PULL下所需的内容（按需分发）
3. 内容存储技术
  1. 内容源的存储
    通常采用海量存储架构（内容的规模及吞吐量较大）
  2. 在Cache节点中的存储
    Cache节点的存储要考虑：
    1. 功能上，对各种内容格式的支持、对部分缓存的支持
    2. 性能上，容量大小，吞吐率、可靠性及稳定性
4. 内容管理技术
  本地内容管理（对Cache节点而言）的目标是提高内容服务的效率，提高本地节点的存储利用率。
  1. 本地内容索引是实现基于内容感知调度的关键
  2. 本地内容的复制。通常为了提高存储的效率，同一个内容只在某个特定的节点中存储一份，当对该内容的访问超过这个节点的能力范围，就将该内容进行分发到其他节点上
  3. 本地内容访问状态的收集。搜集各个节点上各个内容访问的统计信息，节点可用服务能力及内容变化的情况
注：在这里只是简单介绍了一下这几种技术，并不是特别详细，先对这些有个大概了解，方便以后的学习，如果感觉本文的内容说的不具体的话可以看一下这篇文章：CDN技术详解及实现原理，因为有些东西我还不懂，所以有些内容还未涉及到，请大家见谅。