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cdn

cdn 的概念及作用?​

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。