面试官：如何理解CDN？说说实现原理？

叁歲伎倆 2022-10-14 05:43 200阅读 0赞

![1efe7804891d7b0ddd1aee427b2046d1.png][]

## 一、是什么 ##

CDN (全称 Content Delivery Network)，即内容分发网络

构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，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、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。`CDN` 的关键技术主要有内容存储和分发技术

简单来讲，`CDN`就是根据用户位置分配最近的资源

于是，用户在上网的时候不用直接访问源站，而是访问离他“最近的”一个 CDN 节点，术语叫「边缘节点」，其实就是缓存了源站内容的代理服务器。如下图：

![c5374cb74d6c31c1b1d4d4b7762bc1be.png][]

## 二、原理分析 ##

在没有应用`CDN`时，我们使用域名访问某一个站点时的路径为

> ❝
> 
> 用户提交域名→浏览器对域名进行解释→`DNS` 解析得到目的主机的IP地址→根据IP地址访问发出请求→得到请求数据并回复
> 
> ❞

应用`CDN`后，`DNS` 返回的不再是 `IP` 地址，而是一个`CNAME`(Canonical Name ) 别名记录，指向`CDN`的全局负载均衡

`CNAME`实际上在域名解析的过程中承担了中间人（或者说代理）的角色，这是`CDN`实现的关键

#### 负载均衡系统 ####

由于没有返回`IP`地址，于是本地`DNS`会向负载均衡系统再发送请求  ，则进入到`CDN`的全局负载均衡系统进行智能调度：

*  看用户的 IP 地址，查表得知地理位置，找相对最近的边缘节点
 *  看用户所在的运营商网络，找相同网络的边缘节点
 *  检查边缘节点的负载情况，找负载较轻的节点
 *  其他，比如节点的“健康状况”、服务能力、带宽、响应时间等

结合上面的因素，得到最合适的边缘节点，然后把这个节点返回给用户，用户就能够就近访问`CDN`的缓存代理

整体流程如下图：

![fdde5787e61870ee5d997f1ca89d0870.png][]

#### 缓存代理 ####

缓存系统是 `CDN`的另一个关键组成部分，缓存系统会有选择地缓存那些最常用的那些资源

其中有两个衡量`CDN`服务质量的指标：

*  命中率：用户访问的资源恰好在缓存系统里，可以直接返回给用户，命中次数与所有访问次数之比
 *  回源率：缓存里没有，必须用代理的方式回源站取，回源次数与所有访问次数之比

缓存系统也可以划分出层次，分成一级缓存节点和二级缓存节点。一级缓存配置高一些，直连源站，二级缓存配置低一些，直连用户

回源的时候二级缓存只找一级缓存，一级缓存没有才回源站，可以有效地减少真正的回源

现在的商业 `CDN`命中率都在 90% 以上，相当于把源站的服务能力放大了 10 倍以上

## 三、总结 ##

`CDN` 目的是为了改善互联网的服务质量，通俗一点说其实就是提高访问速度

`CDN` 构建了全国、全球级别的专网，让用户就近访问专网里的边缘节点，降低了传输延迟，实现了网站加速

通过`CDN`的负载均衡系统，智能调度边缘节点提供服务，相当于`CDN`服务的大脑，而缓存系统相当于`CDN`的心脏，缓存命中直接返回给用户，否则回源

## 参考文献 ##

*  https://zh.wikipedia.org/wiki/內容傳遞網路
 *  https://juejin.cn/post/6844903890706661389\#heading-5
 *  https://blog.csdn.net/lxx309707872/article/details/109078783

\--The End--

系列正在更新：7/14

点击下方卡片解锁更多

![e3b0021064eae9d0f78cc71598ad2ee4.png][]

创作不易，星标、点赞、在看 三连支持

[1efe7804891d7b0ddd1aee427b2046d1.png]: /images/20221014/4b385dd55b1345c6938d5da2ad691e7a.png
[c5374cb74d6c31c1b1d4d4b7762bc1be.png]: /images/20221014/a011f0710a744ebcb7143d3eab6a14f1.png
[fdde5787e61870ee5d997f1ca89d0870.png]: /images/20221014/f47cd2db39e246b8b36c090ab9f09517.png
[e3b0021064eae9d0f78cc71598ad2ee4.png]: /images/20221014/ce44c29cbdc544aaaf50fa70bc946644.png