使用CDN實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的緩存和加速

全稱為Content Delivery Network內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

CDN是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

CDN使用戶就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高訪問響應(yīng)速度和命中率。

CDN依靠部署在各地的邊緣服務(wù)器，包括中心平臺(tái)的負(fù)載均衡、內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度等功能模塊。

當(dāng)我們要下載資源的時(shí)候，資源的源站會(huì)把資源同步到各地的節(jié)點(diǎn)，而我們下載的是離我們最近的節(jié)點(diǎn)上的資源。

分析im.alibaba.com域名在系統(tǒng)中，執(zhí)行dig命令，輸出如下：

上面查詢結(jié)果可以看出img.alibaba.com.CNAME img.alibaba.com.danuoyi.tbcache.com.后面的CNAME是由CDN服務(wù)提供支持。

CDN主要特點(diǎn)

本地Cache加速提高了企業(yè)站點(diǎn)（含有大量圖片和靜態(tài)頁面）的訪問速度，大大提高以上性質(zhì)沾點(diǎn)的穩(wěn)定性

鏡像服務(wù)消除了不同運(yùn)營商之間互聯(lián)的瓶頸造成的影響，實(shí)現(xiàn)了跨運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)加速，保證不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能得到良好的訪問質(zhì)量。

遠(yuǎn)程加速遠(yuǎn)程訪問用戶根據(jù)DNS負(fù)載均衡技術(shù)只能自動(dòng)選擇Cache服務(wù)器，選擇最快的Cache服務(wù)器，加快遠(yuǎn)程訪問的速度。

帶寬優(yōu)化自動(dòng)生成服務(wù)器的遠(yuǎn)程mirror（鏡像）cache服務(wù)器，遠(yuǎn)程用戶訪問時(shí)從cache服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù)，減少遠(yuǎn)程訪問的帶寬、分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)流量、減輕源站點(diǎn)web服務(wù)器負(fù)載等功能。

集群抗攻擊廣泛分布的CDN節(jié)點(diǎn)加上節(jié)點(diǎn)間的智能冗余機(jī)制，可以有效的預(yù)防黑客入侵以及降低各種D.D.O.S攻擊對(duì)網(wǎng)站的影響，同時(shí)保證較好的服務(wù)質(zhì)量。

CDN服務(wù)模式

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）是一個(gè)經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，包括以下3個(gè)系統(tǒng)：

分發(fā)服務(wù)器最基本的工作單元就是Cache設(shè)備，cache（邊緣cache）負(fù)責(zé)直接響應(yīng)最終用戶的訪問請(qǐng)求，把緩存在本地的內(nèi)容快速的提供給用戶。同時(shí)cache還負(fù)責(zé)與源站點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容同步，把更新的內(nèi)容以及本地沒有的內(nèi)容從源站點(diǎn)獲取并保存在本地。

Cache設(shè)備的數(shù)量、規(guī)模、總服務(wù)能力是衡量一個(gè)CDN系統(tǒng)服務(wù)能力的最基本的指標(biāo)

負(fù)載均衡系統(tǒng)主要功能是負(fù)責(zé)對(duì)所有發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求的用戶進(jìn)行訪問調(diào)度，確定提供給用戶的最終實(shí)際訪問地址。兩級(jí)調(diào)度體系分為全局負(fù)載均衡（GSLB）和本地負(fù)載均衡（SLB）。GSLB主要根據(jù)用戶就近原則，通過對(duì)每個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行“最優(yōu)”判斷，確定向用戶提供服務(wù)的cache的物理位置。SLB主要負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的設(shè)備負(fù)載均衡

運(yùn)營管理系統(tǒng)分為運(yùn)營管理和網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)層面的與外界系統(tǒng)交互鎖必須的收集、整理、交付工作，包含客戶管理、產(chǎn)品管理、計(jì)費(fèi)管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

CDN工作流程

常規(guī)web請(qǐng)求處理流程

1.用戶在自己的瀏覽器中輸入要訪問的網(wǎng)絡(luò)域名

2.瀏覽器向本地DNS（域名解析服務(wù)器）服務(wù)器請(qǐng)求對(duì)該域名的解析

3.本地DNS服務(wù)器中如果緩存有這個(gè)域名的解析結(jié)果，則直接響應(yīng)用戶的解析請(qǐng)求

4.本地DNS服務(wù)器中如果沒有關(guān)于這個(gè)域名的解析結(jié)果的緩存，則以地柜方式向整個(gè)DNS系統(tǒng)請(qǐng)求解析，獲得應(yīng)答后將結(jié)果反饋給瀏覽器

5.瀏覽器得到域名解析結(jié)果嗎，就是該域名相應(yīng)的服務(wù)設(shè)備的ip

6.瀏覽器向服務(wù)器請(qǐng)求內(nèi)容

7.服務(wù)器將用戶請(qǐng)求內(nèi)容傳送給瀏覽器

引入CDN后web請(qǐng)求處理流程

1.當(dāng)用戶點(diǎn)擊網(wǎng)站頁面的內(nèi)容URL，經(jīng)過本地DNS系統(tǒng)解析，DNS系統(tǒng)會(huì)最終將域名的解析權(quán)交給CNAME指向的CDN專用DNS服務(wù)器。

2.CDN的DNS服務(wù)器將CDN的全局負(fù)載均衡設(shè)備IP返回用戶

3.用戶向CDN的全局負(fù)載均衡設(shè)備發(fā)情內(nèi)容URL訪問請(qǐng)求

4.CDN全局負(fù)載均衡設(shè)備根據(jù)用戶IP地址，及用戶請(qǐng)求的內(nèi)容URL，選擇一臺(tái)用戶所屬區(qū)域負(fù)載均衡設(shè)備，讓用戶向這臺(tái)設(shè)備發(fā)起請(qǐng)求

5.區(qū)域負(fù)載均衡設(shè)備會(huì)為用戶選擇一臺(tái)合適的緩存服務(wù)器提供服務(wù)

6.用戶向緩存服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，緩存服務(wù)器響應(yīng)用戶請(qǐng)求，將用戶所需內(nèi)容傳送到用戶終端

7如果這臺(tái)緩存服務(wù)器上沒有用戶想要的內(nèi)容，那么這臺(tái)服務(wù)器就要向它的上一級(jí)緩存服務(wù)器請(qǐng)求內(nèi)容，直至追溯到網(wǎng)站原服務(wù)器將內(nèi)容拉取到本地

CDN關(guān)鍵技術(shù)

緩存算法

代理軟件Squid

緩存算法決定命中率、源服務(wù)器壓力、ftp節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)能力

分發(fā)能力

分發(fā)能力取決于IDC能力和IDC策略性分布

負(fù)載均衡

Nginx

負(fù)載均衡（智能調(diào)度）決定最佳路由、響應(yīng)時(shí)間、可用性、服務(wù)質(zhì)量

基于DNS

DNS服務(wù)器軟件：BIND

1.基于DNS的負(fù)載均衡以CNAME實(shí)現(xiàn)域名中轉(zhuǎn)，智取最優(yōu)節(jié)點(diǎn)服務(wù)

2.緩存點(diǎn)有客戶端瀏覽器緩存、本地DNS服務(wù)器緩存。

3緩存內(nèi)容有DNS地址緩存、客戶請(qǐng)發(fā)內(nèi)容緩存、動(dòng)態(tài)內(nèi)容緩存。

支持協(xié)議

如靜動(dòng)態(tài)加速（圖片加速、https帶證書加速）、下載加速、流媒體加速、企業(yè)應(yīng)用加速、手機(jī)應(yīng)用加速。

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