CDN介绍

内容分发网络（Content delivery network或Content distribution network，缩写：CDN）是指一种通过互联网互相连接的电脑网络系统，利用最靠近每位用户的服务器，更快、更可靠地将音乐、图片、视频、应用程序及其他文件发送给用户，来提供高性能、可扩展性及低成本的网络内容传递给用户。

为什么需要CDN

通常用户满意的网页打开时间是在2秒以下。互联网有一项著名的8秒原则。用户在访问Web网页时
，如果时间超过8秒就会感到不耐烦，如果下载需要太长时间，他们就会放弃访问。

CDN的优势

（1）CDN节点解决了跨运营商和跨地域访问的问题，访问延时大大降低；
（2）大部分请求在CDN边缘节点完成，CDN起到了分流作用，减轻了源站的负载。

CDN是一种公共服务，他本身有很多台位于不同地域、接入不同运营商的服务器，而所谓的使用CDN实质上就是让CDN作为网站的门面，用户访问到的是CDN服务器，而不是直接访问到网站。由于CDN内部对TCP的优化、对静态资源的缓存、预取，加上用户访问CDN时，会被智能地分配到最近的节点，降低大量延迟，让访问速度可以得到很大提升。

其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络，CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。

其目的是使用户可就近取得所需内容，解决Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。

CDN的原理

CDN做了两件事，一是让用户访问最近的节点，二是从缓存或者源站获取资源

CDN有个源站的概念，源站就是提供内容的站点(网站的真实服务器), 从源站取内容的过程叫做回源。

每次访问的具体流程如图（以最普通的CDN为例）

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具体举个例子：

用户在首次访问 https://assets-cdn.github.com/pinned-octocat.svg , 假设不委托local DNS服务器递归查询，会经历以下几个过程

1. 浏览器检查本地有没有这个东东的有效缓存，有则使用缓存，没有有效缓存则进行对assets-cdn.github.com的DNS查询，获得一个 CNAME记录, igithub.map.fastly.net,值得注意的是，多个加速域名可以解析到同一个CNAME，CDN回源和缓存的时候考虑到了hostname，<g-emoji>[图片上传失败...(image-917149-1536673312846)]</g-emoji> ；
2. 进行对github.map.fastly.net的DNS查询，获得一个A/AAAA记录，给出地址103.245.222.133（视网站不同返回的不一样，可以有多个）, 这一步对CDN来说时十分重要的，它给出了离用户最近的边缘节点；
3. 浏览器选一个返回的地址，然后进行真正的http请求，开始向103.245.222.133握手，握手完了把http请求头也发给了该边缘服务器;
4. 边缘服务器检查自己的cache里面有没有https://assets-cdn.github.com/pinned-octocat.svg这个资源，有则返回给用户，如果没有，向CDN中心服务器发起请求;
5. CDN中心服务器检查自己的cache里面有没有这个资源，有则返回给边缘服务器，没有则回源;
6. 中心服务器发现客户配置了github.map.fastly.net的回源地址(这个只有cdn会知道，假设是xxx.xxx.xxx.xxx)，就把http请求发到源站地址上，源站返回后返回给请求方;

可以看出CDN加速的原理很大部分是跟DNS挂钩在一起的，CDN供应商几乎一定需要一个智能DNS服务器。CDN可以拿到所有的明文数据，所以对数据安全性、保密性要求比较高的企业会选择自建CDN或者设置NS记录，指向自建的智能DNS服务器。

上述步骤每一步都可以缓存，注意是每一步！ 所以CDN要清除缓存很难，因为有很多服务器上的缓存要清除。无论是用户对边缘服务器的请求，还是CDN服务器的回源都可以使用https。

注意，实际环境中图中每个服务器都可以是集群，甚至CDN分区域中心和总中心。

主要特点：
1、本地Cache加速
提高了企业站点（尤其含有大量图片和静态页面站点）的访问速度，并大大提高以上性质站点的稳定性
2、镜像服务
消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响，实现了跨运营商的网络加速，保证不同网络中的用户都能得到良好的访问质量。
3、远程加速
远程访问用户根据DNS负载均衡技术 智能自动选择Cache服务器，选择最快的Cache服务器，加快远程访问的速度
4、带宽优化
自动生成服务器的远程Mirror（镜像）cache服务器，远程用户访问时从cache服务器上读取数据，减少远程访问的带宽、分担网络流量、减轻原站点WEB服务器负载等功能。
5、集群抗攻击
广泛分布的CDN节点加上节点之间的智能冗余机制，可以有效地预防黑客入侵以及降低各种D.D.o.S攻击对网站的影响，同时保证较好的服务质量 。

CDN对网络的优化：

1.解决服务器端的“第一公里”问题

2.缓解甚至消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响

3.减轻了各省的出口带宽压力

4.缓解了骨干网的压力

5.优化了网上热点内容的分布

第一公里
是指万维网流量向用户传送的第一个出口，是网站服务器接入互联网的链路所能提供的带宽。
这个带宽决定了一个 网站能为用户提供的访问速度和并发访问量。如果业务繁忙，用户的访问数越多，拥塞越严重，网站会在最需要向用户提供服务时失去用户。

中间一公里
代表互联网中节点与节点之间的传输网络

最后一公里
万维网流量向用户传送的最后一段接入链路

三 . CDN的应用场景

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

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，可提升回源速度，节约近2/3回源带宽成本。

视频直播加速（内测中）

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，及时调整服务器带宽，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。目前CDN直播加速已服务内部用户测试并优化，即将上线

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。提供httpDNS服务，避免DNS劫持并获得实时精确的DNS解析结果，有效缩短用户访问时间，提升用户体验。

参考网址：
https://www.jianshu.com/p/a64675c6b73b
https://www.zhihu.com/question/36514327
https://juejin.im/entry/587c7a63128fe10057faf224