跳到主要内容

cdn

cdn 的概念及作用?​

CDN（Content Delivery Network）是指内容分发网络，它是由分布在不同地理位置的多台服务器组成的网络系统，用于更快地传递互联网内容和服务。CDN 可以缓存静态资源，加速用户访问速度，降低带宽消耗和服务器压力。

  1. CDN 的工作原理：CDN 通过将资源缓存在离用户更近的边缘节点，使用户可以更快地获取所需的内容。当用户访问一个包含 CDN 链接的网站时，CDN 会从最接近用户的节点返回内容。

  2. CDN 的优点：CDN 可以加速网站的加载速度、减轻源服务器的负载、提高网站的可用性和可靠性，同时还可以降低网络带宽使用和成本。

  3. CDN 的缓存策略：CDN 缓存可以采用不同的缓存策略，如时间戳策略、版本号策略、缓存控制策略等，以便尽可能地避免缓存出错或不及时更新。

  4. CDN 的常见问题：CDN 存在一些常见的问题，如缓存不一致、缓存雪崩、CDN 费用等。需要开发者和运维人员注意这些问题，并采取相应的解决方案。

  5. CDN 的选择：CDN 服务提供商众多，选择合适的 CDN 服务提供商需要考虑许多因素，如价格、性能、服务范围、支持的功能和协议等。

  6. CDN 的应用：CDN 被广泛应用于各种场景，如网站加速、视频点播、直播、在线游戏等。在实际应用中，需要根据具体场景来选择合适的 CDN 服务提供商和缓存策略，以达到最佳的效果。

CDN 预热

CDN预热指在流量大涨之前，提前将资源缓存到CDN节点中，以加快用户请求响应速度，提高用户访问质量和稳定性的一种行为。通过提前将内容分发到CDN节点上，可以减少用户访问时由于第一次请求资源而导致的等待时间，从而提升用户的体验感受。一般来说，CDN预热是指在特定时间（如发布活动、重要通知等）前对资源进行CDN缓存的操作。预热完成后，用户请求相关资源时，就可以直接从CDN节点获取资源，而无需请求源站，从而提高网站的访问速度和稳定性。

CDN 刷新是什么

CDN刷新指的是CDN缓存中的文件被更新后，需要将CDN服务器上缓存的旧文件清除，让其重新从源站拉取最新的内容，以保证CDN上的文件与源站文件保持一致。

在网站更新或修改静态资源文件后，如果用户再次请求该文件，CDN服务器上的缓存仍然是旧版本的，用户就会访问到过时的文件，影响用户体验。为了解决这个问题，CDN提供了刷新服务，即将缓存的旧版本强制失效，让用户请求时可以快速访问到更新后的最新版本。

CDN刷新通常有两种方式：

  1. 目录刷新：将某个目录下的所有文件都刷新，比较适用于网站进行大规模更新。

  2. 文件刷新：只将某个具体的文件刷新，比较适用于紧急情况下需要快速更新某个文件的情况。但由于刷新一次需要一定时间，因此刷新频率需要控制在合理的范围内，以避免影响CDN服务器性能和稳定性。

CDN 缓存策略有哪些

CDN 缓存策略指的是在 CDN 服务器上缓存哪些资源以及缓存的有效期等相关规则。常见的 CDN 缓存策略有以下几种：

  1. 强制缓存：在资源的有效期内，浏览器每次请求该资源时，都直接从浏览器缓存中获取，不发送请求到服务器。可以通过设置响应头的 Cache-Control 和 Expires 字段实现。

  2. 协商缓存：在资源的有效期过期后，浏览器向服务器发起请求，并通过 If-Modified-Since 或者 If-None-Match 等字段验证资源是否有更新。如果资源未更新，服务器返回 304 Not Modified 响应，浏览器直接从本地缓存中获取资源。可以通过设置响应头的 Last-Modified 和 ETag 字段实现。

  3. CDN 边缘缓存：CDN 服务器缓存来自源站的资源，并将其分发给全球各地的用户。当用户请求某个资源时，CDN 服务器会根据缓存策略判断是否需要重新向源站请求资源。常见的缓存策略包括时间戳缓存、版本号缓存、目录级别缓存、参数级别缓存等。

  4. 客户端缓存：客户端缓存是指浏览器在本地缓存响应资源，下次请求该资源时可以直接从本地获取。可以通过设置响应头的 Cache-Control 和 Expires 字段实现。

  5. 源站缓存：源站缓存是指将静态资源放到应用服务器上缓存，在应用服务器上缓存的时间要短于 CDN 边缘缓存的时间。当 CDN 服务器的缓存过期或者未命中时，CDN 服务器会向源站发起请求获取最新的资源，并将其缓存到 CDN 服务器上。

参考文档

CDN 是如何工作的​

一、用户请求导向

  1. DNS 解析引导：
  • 当用户在浏览器中输入一个网址请求资源时，首先会进行 DNS（Domain Name System，域名系统）查询，将域名解析为对应的 IP 地址。
  • CDN 利用 DNS 系统，将用户的请求导向到离用户最近的 CDN 节点。例如，用户在北京访问一个使用了 CDN 的网站，DNS 服务器会根据用户的地理位置和网络状况，返回一个位于北京或附近的 CDN 节点的 IP 地址。
  • 这个过程通常是通过修改域名的 DNS 记录来实现的，将域名指向 CDN 提供商的 DNS 服务器，由 CDN 的 DNS 系统进行智能解析和调度。
  1. Anycast 技术辅助：
  • 一些 CDN 提供商还会使用 Anycast 技术，将同一个 IP 地址分配给多个位于不同地理位置的 CDN 节点。
  • 当用户请求这个 IP 地址时，网络会自动将请求路由到离用户最近的节点。例如，一个 CDN 节点的 IP 地址为 192.168.1.1，这个 IP 地址同时被分配给了位于北京、上海、广州等地的节点。当用户在北京请求这个 IP 地址时，网络会自动将请求路由到北京的节点。

二、节点选择策略

  1. 地理位置就近原则：
  • CDN 会根据用户的地理位置，选择距离用户最近的节点来响应请求。这样可以减少网络延迟，提高用户访问速度。例如，用户在上海，CDN 会优先选择上海或周边地区的节点来提供服务。
  • 通过测量用户与各个节点之间的网络延迟、响应时间等指标，确定最近的节点。可以使用 traceroute 等工具来测量网络路径和延迟。
  1. 网络状况评估：
  • CDN 会实时监测各个节点的网络状况，包括带宽利用率、丢包率、延迟等。
  • 当用户请求资源时，CDN 会选择网络状况较好的节点来响应请求。例如，如果某个节点的带宽利用率过高或出现网络故障，CDN 会自动将请求导向到其他节点。
  • 使用网络监测工具和算法，不断收集和分析节点的网络性能数据，以便做出最优的节点选择决策。
  1. 负载均衡考虑：
  • CDN 会考虑各个节点的负载情况，避免某个节点负载过高而影响服务质量。
  • 当用户请求资源时，CDN 会选择负载较轻的节点来响应请求。例如，如果某个节点正在处理大量的请求，CDN 会将新的请求分配到其他负载较轻的节点。
  • 通过实时监测节点的负载指标，如并发连接数、处理请求的速度等，并使用负载均衡算法来分配请求。

三、资源缓存与更新策略

  1. 缓存机制：
  • CDN 节点会缓存网站的静态资源，如图片、CSS 文件、JavaScript 文件等。
  • 当用户请求这些资源时，CDN 节点可以直接从缓存中返回资源，而不需要从源服务器获取，从而大大提高响应速度。
  • 根据资源的类型、大小、访问频率等因素设置缓存策略，确定资源的缓存时间和更新方式。
  1. 缓存更新：
  • 当源服务器上的资源发生变化时，CDN 需要及时更新缓存。
  • CDN 可以通过多种方式实现缓存更新，如主动推送、被动拉取等。主动推送是指源服务器在资源发生变化时，主动通知 CDN 节点更新缓存；被动拉取是指 CDN 节点在发现用户请求的资源与缓存中的资源不一致时，自动从源服务器获取最新的资源。
  • 使用缓存更新策略可以确保用户始终获取到最新的资源，同时又能充分利用缓存提高访问速度。

四、性能优化与安全保障

  1. 性能优化措施：
  • CDN 可以采用多种性能优化技术，如压缩资源、优化图片大小、合并文件等，减少资源的传输大小和加载时间。
  • 还可以使用 HTTP/2、QUIC 等新的网络协议，提高网络传输效率。例如，使用 HTTP/2 的多路复用功能，可以在一个连接上同时传输多个请求和响应，减少连接建立的开销。
  1. 安全保障机制：
  • CDN 可以提供一定的安全保障，如 DDoS（Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务）攻击防护、WAF（Web Application Firewall，Web 应用防火墙）等。
  • 通过分布式的架构和强大的网络带宽，可以抵御大规模的 DDoS 攻击。WAF 可以检测和过滤恶意的网络请求，保护网站的安全。
  • 确保用户请求的资源是安全可靠的，同时保护源服务器免受攻击。

补充知识：GSLB 在 CDN 资源请求决策中的作用

  1. 全局负载均衡
  • GSLB 负责在全球范围内对 CDN 节点进行负载均衡。它通过收集各个 CDN 节点的状态信息，如负载、网络延迟、可用性等，来决定将用户请求导向哪个节点。
  • GSLB 可以根据不同的策略进行决策，例如：
  • 基于地理位置：将用户请求导向距离最近的节点。
  • 基于网络性能：选择网络延迟最低、带宽最大的节点。
  • 基于负载情况：避免将请求导向负载过高的节点。
  1. 智能 DNS 解析
  • GSLB 通常与智能 DNS 系统结合使用。当用户进行 DNS 解析时，GSLB 会根据用户的 IP 地址和其他因素，返回一个最合适的 CDN 节点的 IP 地址。
  • 这样，用户的请求就会被直接导向到选定的 CDN 节点，无需经过多次跳转，提高了访问速度和效率。
  1. 故障转移与高可用性
  • GSLB 还可以实现故障转移和高可用性。如果某个 CDN 节点出现故障或不可用，GSLB 可以快速将用户请求导向其他正常的节点，确保服务的连续性。
  • 它会不断监测各个节点的状态，及时发现并处理故障，提高整个 CDN 系统的可靠性。
22%