CDN加速原理

CDN（Content Delivery Network）即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，部署邊緣服務(wù)器，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的Cache服務(wù)器，使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，實現(xiàn)用戶就近訪問，有效提升網(wǎng)站的訪問效果、安全性和穩(wěn)定性。

CDN的實現(xiàn)需要依賴多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，其中負(fù)載均衡技術(shù)、動態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)、緩存技術(shù)是比較主要的幾個，下面讓我們簡單看一下這幾種技術(shù)。
---- 負(fù)載均衡技術(shù)
---- 負(fù)載均衡技術(shù)不僅僅應(yīng)用于CDN中，在網(wǎng)絡(luò)的很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，如服務(wù)器的負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡。顧名思義，網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡就是將網(wǎng)絡(luò)的流量盡可能均勻分配到幾個能完成相同任務(wù)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，由此來避免部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點過載。這樣既可以提高網(wǎng)絡(luò)流量，又提高了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。在CDN中，負(fù)載均衡又分為服務(wù)器負(fù)載均衡和服務(wù)器整體負(fù)載均衡(也有的稱為服務(wù)器全局負(fù)載均衡)。服務(wù)器負(fù)載均衡是指能夠在性能不同的服務(wù)器之間進行任務(wù)分配，既能保證性能差的服務(wù)器不成為系統(tǒng)的瓶頸，又能保證性能高的服務(wù)器的資源得到充分利用。而服務(wù)器整體負(fù)載均衡允許Web網(wǎng)絡(luò)托管商、門戶站點和企業(yè)根據(jù)地理位置分配內(nèi)容和服務(wù)。通過使用多站點內(nèi)容和服務(wù)來提高容錯性和可用性，防止因本地網(wǎng)或區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中斷、斷電或自然災(zāi)害而導(dǎo)致的故障。
在CDN的方案中服務(wù)器整體負(fù)載均衡發(fā)揮著重要作用，其性能高低將直接影響整個CDN的性能。如圖所示的全局調(diào)度服務(wù)器就可以看做一個服務(wù)器全局負(fù)載均衡。它根據(jù)網(wǎng)民的位置決定CDN系統(tǒng)哪個Cache服務(wù)器為網(wǎng)民服務(wù)。在使用CDN服務(wù)的時候，全局調(diào)度服務(wù)器可以進行智能域名解析，網(wǎng)站需要將原來的域名CNAME到全局調(diào)度服務(wù)器智能解析的域名上，這樣CDN的工作就做到了對網(wǎng)民的透明，網(wǎng)民可以訪問到部署在邊緣的Cache服務(wù)器。
具體到一個Cache節(jié)點，對網(wǎng)民看是一個的服務(wù)個體，其實內(nèi)部實現(xiàn)也是一個服務(wù)器負(fù)載均衡。當(dāng)單臺服務(wù)器不能滿足該地區(qū)的Cache業(yè)務(wù)時，負(fù)載均衡器扮演了重要角色，它將Cache服務(wù)集群聯(lián)系到一起，其服務(wù)能力也是多臺Cache服務(wù)能力的總和。
---- 動態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)
---- 大家都知道，網(wǎng)站訪問響應(yīng)速度取決于許多因素，如網(wǎng)絡(luò)的帶寬是否有瓶頸、傳輸途中的路由是否有阻塞和延遲、網(wǎng)站服務(wù)器的處理能力及訪問距離等。多數(shù)情況下，網(wǎng)站響應(yīng)速度和訪問者與網(wǎng)站服務(wù)器之間的距離有密切的關(guān)系。如果訪問者和網(wǎng)站之間的距離過遠(yuǎn)的話，它們之間的通信一樣需要經(jīng)過重重的路由轉(zhuǎn)發(fā)和處理，網(wǎng)絡(luò)延誤不可避免。
為了避免網(wǎng)絡(luò)延誤，就需要一個有效的方法將占網(wǎng)站主體的大部分靜態(tài)網(wǎng)頁、圖像和流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)復(fù)制到各地的加速節(jié)點上。同時在國內(nèi)又有南北互聯(lián)的問題，電信聯(lián)通間的訪問速度非常不好，所以動態(tài)內(nèi)容分發(fā)和復(fù)制技術(shù)顯得更為必要，因此動態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)也是CDN所需的一個主要技術(shù)。
---- 緩存技術(shù)
---- 緩存技術(shù)已經(jīng)不是一種新鮮技術(shù)。Web緩存服務(wù)通過幾種方式來改善用戶的響應(yīng)時間，如代理緩存服務(wù)、透明代理緩存服務(wù)、使用重定向服務(wù)的透明代理緩存服務(wù)等。通過Web緩存服務(wù)，用戶訪問網(wǎng)頁時可以將廣域網(wǎng)的流量降至最低。對于公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)用戶來說，這意味著將內(nèi)容在本地緩存，而無須通過專用的廣域網(wǎng)來檢索網(wǎng)頁。對于Internet用戶來說，這意味著將內(nèi)容存儲在他們的ISP的緩存器中，而無須通過Internet來檢索網(wǎng)頁。這樣無疑會提高用戶的訪問速度。CDN的核心作用正是提高網(wǎng)絡(luò)的訪問速度，所以，緩存技術(shù)將是CDN所采用的又一個主要技術(shù)。
如圖示，各地的Cache服務(wù)器保存著源站靜態(tài)內(nèi)容的一份有效拷貝，網(wǎng)民無需直接訪問源站，就可以在離自己最近的Cache服務(wù)器上獲得新鮮正確的內(nèi)容。目前緩存服務(wù)器可以有多種選擇，大名鼎鼎的squid，還有ngnix（ncache），vanish都可以用作Cache服務(wù)器。Cache服務(wù)器的主要工作提高內(nèi)容HIT率，使得大多數(shù)的訪問都能在Cache設(shè)備獲得，而不用MISS回源去取.技術(shù)要點是過期機制等內(nèi)容更新管理，此外Cache服務(wù)器可以將源站的一些功能分擔(dān)出來，實現(xiàn)起來更加靈活。
綜上，CDN從技術(shù)上解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點分布不均等原因所造成的用戶訪問網(wǎng)站響應(yīng)速度慢的問題，關(guān)注全國范圍內(nèi)不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能得到優(yōu)質(zhì)的訪問質(zhì)量的網(wǎng)站可以采用CDN來提高網(wǎng)站的體驗水平。
最后引用網(wǎng)上找到的一個調(diào)查數(shù)據(jù)，為需要CDN的網(wǎng)站提高一些參考。
電信運營商，代表企業(yè)：中國電信、原中國網(wǎng)通
1.擁有巨大的帶寬和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，其帶寬成本是彈性的，可以配置最優(yōu)的CDN服務(wù)網(wǎng)絡(luò)資本雄厚，有實力建設(shè)規(guī)模龐大的CDN網(wǎng)絡(luò)，擁有品牌優(yōu)勢，與眾多互聯(lián)網(wǎng)公司關(guān)系密切，能夠引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)公司使用CDN服務(wù)。
2.已建成流媒體等專用CDN網(wǎng)絡(luò)在此基礎(chǔ)上進行升級和改造，可快速推出多種CDN業(yè)務(wù)。
1.CDN行業(yè)屬于技術(shù)驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)，電信運營商的CDN技術(shù)儲備較薄弱。
2.互聯(lián)互通問題導(dǎo)致運營商只能在自己的網(wǎng)絡(luò)上做CDN業(yè)務(wù)，跨網(wǎng)絡(luò)運營的問題較難解決
3.CDN不是電信運營商的主營業(yè)務(wù)，缺乏運營經(jīng)驗和服務(wù)能力。
自建CDN的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，代表企業(yè)：優(yōu)酷、土豆網(wǎng)等
1.節(jié)約服務(wù)成本，可控性高
2.免受CDN市場價格波動的困擾，利于成本降低
1.初期投資較大，且增加運營和研發(fā)成本
2.非核心業(yè)務(wù)，易分散對主營業(yè)務(wù)的精力
3.節(jié)點數(shù)少，不能完全滿足需求
國外CDN服務(wù)商，代表企業(yè)：Akamai、Limelight Networks等
1.資金雄厚，具備技術(shù)、運營和服務(wù)實力，利于業(yè)務(wù)開展。
2.在國內(nèi)開始建設(shè)節(jié)點，利于市場開拓。
1.與國內(nèi)一些IDC和ISP采取代理合作的方式來銷售自己的服務(wù)，難以大規(guī)模開展業(yè)務(wù)
2.非正規(guī)競爭，存在安全隱患，將域名解析權(quán)掌控在國外運營商的手里
免費自助CDN，國內(nèi)的Webluker，國外的cloudflare
1.CDN產(chǎn)品免費提供，專注于對對網(wǎng)站運維技術(shù)的一站式解決。
2.自助式的CDN解決方案，簡單易。
1.現(xiàn)在處于起步階段，功能和服務(wù)能力比較弱

2.對于CDN服務(wù)內(nèi)容有限制。部分內(nèi)容摘在互聯(lián)網(wǎng)！

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