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內容分發網路CDN

2022-06-19 15:32:22 作業系統

一、CDN是什么?

CDN的全稱是Content Delivery Network,即內容分發網路,其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的CACHE(快取)層,將網站的內容發布到最接近用戶的網路”邊緣“的節點,使用戶可以就近取得所需的內容(就近原則),提高用戶訪問網站的回應速度,從技術上全面解決由于網路帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等原因,提高用戶訪問網站的回應速度,

CDN的優勢很明顯:

(1)CDN節點解決了跨運營商和跨地域訪問的問題,訪問延時大大降低;
(2)大部分請求在CDN邊緣節點完成,CDN起到了分流作用,減輕了源站的負載,

二、CDN的相關技術

CDN的實作需要依賴多種網路技術的支持,其中負載均衡技術動態內容分發與復制技術快取技術是比較主要的幾個,下面讓我們簡單看一下這幾種技術,

2.1、負載均衡技術

在CDN中,負載均衡又分為服務器負載均衡和服務器整體負載均衡(也有的稱為服務器全域負載均衡),服務器負載均衡是指能夠在性能不同的服務器之間進行任務分配,既能保證性能差的服務器不成為系統的瓶頸,又能保證性能高的服務器的資源得到充分利用,而服務器整體負載均衡允許Web網路托管商、門戶站點和企業根據地理位置分配內容和服務,通過使用多站點內容和服務來提高容錯性和可用性,防止因本地網或區域網路中斷、斷電或自然災害而導致的故障,在CDN的方案中服務器整體負載均衡將發揮重要作用,其性能高低將直接影響整個CDN的性能,

2.2、動態內容分發與復制技術

大家都知道,網站訪問回應速度取決于許多因素,如網路的帶寬是否有瓶頸、傳輸途中的路由是否有阻塞和延遲、網站服務器的處理能力及訪問距離等,多數情況下,網站回應速度和訪問者與網站服務器之間的距離有密切的關系,如果訪問者和網站之間的距離過遠的話,它們之間的通信一樣需要經過重重的路由轉發和處理,網路延誤不可避免,一個有效的方法就是利用內容分發與復制技術,將占網站主體的大部分靜態網頁、影像和流媒體資料分發復制到各地的加速節點上,所以動態內容分發與復制技術也是CDN所需的一個主要技術,

2.3、快取技術

快取技術已經不是一種新鮮技術,Web快取服務通過幾種方式來改善用戶的回應時間,如代理快取服務、透明代理快取服務、使用重定向服務的透明代理快取服務等,通過Web快取服務,用戶訪問網頁時可以將廣域網的流量降至最低,對于公司行內網用戶來說,這意味著將內容在本地快取,而無須通過專用的廣域網來檢索網頁,對于Internet用戶來說,這意味著將內容存盤在他們的ISP的快取器中,而無須通過Internet來檢索網頁,這樣無疑會提高用戶的訪問速度,CDN的核心作用正是提高網路的訪問速度,所以,快取技術將是CDN所采用的又一個主要技術,

三、CDN作業程序

  1. 當用戶輸入網址回車后,經過本地DNS系統決議,DNS會將最終的域名決議權交給CNAME 指向的CDN 專用DNS服務器,

  2. CDN的DNS服務器將 CDN的全域負載均衡 設備ip 地址回傳給瀏覽器

  3. 用戶向 CDN的全域負載均衡服務器 發起內容url 請求

  4. CDN全域負載均衡服務器根據 用戶請求的IP地址,url等資訊,選擇一臺用戶所屬區域的負載均衡設備,告訴用戶向這臺設備發起請求,

  5. CDN區域負載均衡服務器會為用戶 選擇一臺合適的快取服務器提供服務,選擇的依據主要是:離用戶距離要近,快取服務器上是否用戶所需內容,以及各個快取當前的一個負載均衡情況,選擇出一個最優的 快取服務器ip地址,

  6. 全域負載均衡服務器將 快取服務器的ip地址給到用戶,

  7. 用戶向快取服務器發起請求,快取服務器回應用戶請求,將用戶所需內容傳送到用戶終端,如果快取服務器上沒有用戶想要的內容,那么這臺服務器就會向它的上一級快取服務器請求內容,直至追溯到網站的源服務器,并將內容拉取到本地,

細節流程圖:

整體圖:

通過dig或nslookup查看域名決議:

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