• CDN(Content Delivery Network)技术原理概要


    简介

    1. 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

    1. 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
    2. 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
    3. 示例:

      1. 如图所示:
        CDN工作原理
      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)
    4. 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。

    注:本文参考 CDNCDN的四大关键技术
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