CDN小結(jié)

cod7ce 發(fā)布于2019-08-23 11:36 / 3724人閱讀

摘要：二目的是一個(gè)經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小用戶訪問量大網(wǎng)點(diǎn)分布不均而產(chǎn)生的用戶訪問網(wǎng)站響應(yīng)速度慢的根本原因。

一、CDN全稱:
??Content Delivery Network或Content Ddistribute Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

??二、目的：
??CDN是一個(gè)經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均而產(chǎn)生的用戶訪問網(wǎng)站響應(yīng)速度慢的根本原因。
??基于此，CDN的特點(diǎn)可以說有
??1. 分布式存儲(chǔ)
??2. 通過智能DNS解析或http重定向?qū)崿F(xiàn)內(nèi)容分發(fā)的負(fù)載均衡
??3. 全局負(fù)載均衡管理與內(nèi)容管理

??三、網(wǎng)站的傳統(tǒng)訪問和使用CDN訪問的對比

??傳統(tǒng)的網(wǎng)站訪問過程為:
????1. 用戶在瀏覽器中輸入要訪問的域名；
????2. 瀏覽器向域名解析服務(wù)器發(fā)出解析請求，獲得此域名對應(yīng)的IP地址；
????3. 瀏覽器利用所得到的IP地址，向該IP對應(yīng)的服務(wù)器發(fā)出訪問請求；
????4. 服務(wù)器對此響應(yīng)，將數(shù)據(jù)回傳至用戶瀏覽器端顯示出來。

??與傳統(tǒng)訪問方式不同，CDN網(wǎng)絡(luò)則是在用戶和服務(wù)器之間增加Cache層，將用戶的訪問請求引導(dǎo)到Cache節(jié)點(diǎn)而不是服務(wù)器源站點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)這一目的，主要是通過接管DNS實(shí)現(xiàn)，下圖為使用CDN緩存后的網(wǎng)站訪問過程：

??????

??使用CDN緩存后的網(wǎng)站訪問過程演變?yōu)椋?br>??1. 用戶在瀏覽器中輸入要訪問的域名；
??2. 瀏覽器向域名解析服務(wù)器發(fā)出解析請求，由于CDN對域名解析過程進(jìn)行了調(diào)整，所以用戶端一般得到的是該域名對應(yīng)的CNAME記錄，此時(shí)瀏覽器需要再次對獲得的CNAME域名進(jìn)行解析才能得到緩存服務(wù)器實(shí)際的IP地址。
??注：在此過程中，全局負(fù)載均衡DNS解析服務(wù)器會(huì)根據(jù)用戶端的源IP地址，如地理位置（深圳還是上海）、接入網(wǎng)類型（電信還是網(wǎng)通）將用戶的訪問請求定位到離用戶路由最短、位置最近、負(fù)載最輕的Cache節(jié)點(diǎn)（緩存服務(wù)器）上，實(shí)現(xiàn)就近定位。定位優(yōu)先原則可按位置、可按路由、也可按負(fù)載等。
??3. 再次解析后瀏覽器得到該域名CDN緩存服務(wù)器的實(shí)際IP地址，向緩存服務(wù)器發(fā)出訪問請求；
??4. 緩存服務(wù)器根據(jù)瀏覽器提供的域名，通過Cache內(nèi)部專用DNS解析得到此域名源服務(wù)器的真實(shí)IP地址，再由緩存服務(wù)器向此真實(shí)IP地址提交訪問請求；
??5. 緩存服務(wù)器從真實(shí)IP地址得到內(nèi)容后，一方面在本地進(jìn)行保存，以備以后使用，同時(shí)把得到的數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端瀏覽器，完成訪問的響應(yīng)過程；
??6. 用戶端得到由緩存服務(wù)器傳回的數(shù)據(jù)后顯示出來，至此完成整個(gè)域名訪問過程。

??四、CDN的優(yōu)勢:
??1. CDN節(jié)點(diǎn)解決了跨運(yùn)營商和跨地域訪問的問題，訪問延時(shí)大大降低；
??2. 大部分請求在CDN邊緣節(jié)點(diǎn)完成，CDN起到了分流作用，減輕了源站的負(fù)載。

??五、緩存
??首先，當(dāng)網(wǎng)站沒有接入CDN時(shí)，用戶瀏覽器與服務(wù)器是的交互過程是：

??用戶在瀏覽網(wǎng)站的時(shí)候，瀏覽器能夠在本地保存網(wǎng)站中的圖片或者其他文件的副本，這樣當(dāng)用戶再次訪問該網(wǎng)站的時(shí)，瀏覽器就不用重新全部下載的文件，提高了頁面加載的速度。
??如果在這個(gè)過程中間加上一層CDN，那么用戶瀏覽器與服務(wù)器的交互如下：

??客戶端瀏覽器先檢查本地緩存是否過期，如果已經(jīng)過期，則向CDN邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求，CDN邊緣節(jié)點(diǎn)會(huì)檢測用戶請求的數(shù)據(jù)的緩存是否過期，如果沒有過期，則直接響應(yīng)用戶請求，此時(shí)完成一個(gè)http請求；如果請求的數(shù)據(jù)已經(jīng)過期，那么CDN邊緣節(jié)點(diǎn)還需要向源站發(fā)出回源請求（back to the source request）,來拉取最新的數(shù)據(jù)。

??六、CDN用于前端性能優(yōu)化
??1. 背景
??瀏覽器是根據(jù)域(Domain)來緩存內(nèi)容資源的，只要域(Domain)不一樣，那么即使是同一個(gè)資源，也需要重復(fù)下載，且使用同樣的方式緩存起來，這就需要占用帶寬和本地緩存空間。
??2. 應(yīng)用
??1) 將靜態(tài)資源緩存到離用戶很近的相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的CDN節(jié)點(diǎn)上。靜態(tài)資源包含JavaScript腳本、CSS樣式表、圖片、圖標(biāo)、Flash等，但不包括html頁面。這些資源的訪問頻率很高，將其緩存在CDN可以極大的提高網(wǎng)站的訪問速度。
??如果服務(wù)器離用戶更近，則HTTP請求和響應(yīng)時(shí)間將縮短。
??不同地區(qū)的用戶訪問同一個(gè)域名能得到不同CDN節(jié)點(diǎn)的IP地址，這要依賴于CDN服務(wù)商提供的智能DNS服務(wù)，瀏覽器發(fā)起域名查詢時(shí)，智能DNS服務(wù)會(huì)根據(jù)用戶IP計(jì)算并返回離它最近的相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的CDN節(jié)點(diǎn)IP。
??通過智能DNS服務(wù)獲取最近的相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的CDN節(jié)點(diǎn)IP后，不同地區(qū)的用戶會(huì)向離自己最近的相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的CDN節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求，當(dāng)請求達(dá)到CDN節(jié)點(diǎn)后，節(jié)點(diǎn)會(huì)判斷自己的內(nèi)容緩存是否有效，一個(gè)地區(qū)內(nèi)只要有一個(gè)用戶先加載資源，就會(huì)在CDN中建立緩存，該地區(qū)的其他后續(xù)用戶都能直接讀取緩存數(shù)據(jù)。

??2) 加載靜態(tài)資源使用與頁面不同的域名（不是用獨(dú)立的二級或三級域名，而是用獨(dú)立的一級域名）
??靜態(tài)資源和主頁面不同域，加載靜態(tài)資源的HTTP請求就不會(huì)帶上主頁面中的cookie等數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)省流量，提升上傳效率。

參考文章：
web網(wǎng)站加速之CDN技術(shù)原理
CDN與傳統(tǒng)網(wǎng)站訪問對比
一張圖說明CDN網(wǎng)絡(luò)的原理
CDN緩存那些事
淺談前端性能優(yōu)化（六）——CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)