CDN实现原理

ゝ一纸荒年。 2023-10-05 10:48 21阅读 0赞

cdn简介

由于用户访问源站业务有性能瓶颈，通过cdn技术把源站的内容缓存到多个节点。用户向源站域名发起请求时，请求会被调度至最接近用户的服务节点，直接由服务节点直接快速响应，有效降低用户访问延迟，提升可用性。

了解cdn需要先了解一下知识点：

*  dns解析原理
 *  CNAME作用

dns解析流程

说再多也不如实际应用，让我们从例子中了解dns解析流程

$ nslookup www.moehot.com  
    Server:     10.0.0.1
    Address:    10.0.0.1#53
    
    Non-authoritative answer:
    Name:   www.moehot.com
    Address: 139.196.3.197

nslookup 是dns解析的命令，server 10.0.0.1是公司内部的dns服务器的ip. 139.196.3.197是请求域名的ip。

详细的流程使用dig命令查看

$ dig +trace www.moehot.com 
    
    ; <<>> DiG 9.9.4-RedHat-9.9.4-72.el7 <<>> +trace www.moehot.com
    ;; global options: +cmd
    .           518382  IN  NS  a.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  b.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  c.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  d.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  e.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  g.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  h.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  i.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  j.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  k.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  l.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  m.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  root1.sc163.net.
    .           518382  IN  NS  root2.sc163.net.
    .           518382  IN  NS  b.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  c.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  d.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  e.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  g.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  h.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  i.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  j.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  k.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  l.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  m.root-servers.net.
    .           518382  IN  NS  root1.sc163.net.
    .           518382  IN  NS  root2.sc163.net.
    .           518382  IN  NS  a.root-servers.net.
    ;; Received 631 bytes from 10.0.0.1#53(10.0.0.1) in 54 ms
    
    com.            172800  IN  NS  i.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  a.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  e.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  k.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  l.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  g.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  h.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  d.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  j.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  f.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  c.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  m.gtld-servers.net.
    com.            172800  IN  NS  b.gtld-servers.net.
    com.            86400   IN  DS  30909 8 2 E2D3C916F6DEEAC73294E8268FB5885044A833FC5459588F4A9184CF C41A5766
    com.            86400   IN  RRSIG   DS 8 1 86400 20190224210000 20190211200000 16749 . owDDrAEA9JJUhzbHNnVNjPpqTqeJrWMScHU4Wskrp9gnkBKI8+1PeBfP 6uIUeVT+0w/Vcfh03p7mw0w5DS0ub8wQUfBTfY37s1MhE45fWueTyUGt l9aMEsma0UHZV1TL2njmDhgr7koN935hhjiSv26wymuBx5CpOvF2y7ql ih4JGsWPnHLrsfnqjq9njmP/3RQnpXrJDP/+reb5DTpdqLEf9TM/OHbt 1UpkG6rMUx4Jz53pIksji/CUfbYPiuH8FrUnVJ5thn0o+o2ZPpQqSisA 9C9dYDl1o75CDC3FShp56EjfeGmm6ncY8Kz5Irer1HUjOjiudN4cCjWU NnljsQ==
    ;; Received 1174 bytes from 202.12.27.33#53(m.root-servers.net) in 4386 ms
    
    moehot.com.     172800  IN  NS  dns9.hichina.com.
    moehot.com.     172800  IN  NS  dns10.hichina.com.
    CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - CK0Q1GIN43N1ARRC9OSM6QPQR81H5M9A NS SOA RRSIG DNSKEY NSEC3PARAM
    CK0POJMG874LJREF7EFN8430QVIT8BSM.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20190216054237 20190209043237 16883 com. ZpsxE9/jbJ0Ues0CJFIz9X5DvvsTgUlhLjpRIrQcXbo9z+avYuhL5O7J MxzY0KbxK2hGWK2q5zesaB+9ye1v7LuEVn8OzHtyjxGxjr7sXqWiU+0W 3lFK8q2EdNOulZJrmJ/nSZGNZ3aXRpeFWLD2LYs1Eipw5D6KmBAWAy/w xvE=
    HMIQOH986C2QQFJRPQJH18GTCL9922SH.com. 86400 IN NSEC3 1 1 0 - HMISVQBER3LFS6UELQ3DN9VT6QI4LL28 NS DS RRSIG
    HMIQOH986C2QQFJRPQJH18GTCL9922SH.com. 86400 IN RRSIG NSEC3 8 2 86400 20190218055540 20190211044540 16883 com. R3GJVt5SSPC7MQUJTs6h0OC9qQnj2WZU2Y/ec+xbj39/Wuo/TwunvKYz NIr20VkkhMOeX/s8cfA3XheNMBdwufxLZNYTt3ptBySZdmiRKYFi/9HG jUfEcBF2tVVE/ae5qzftgIm7O+AUYxkwWMKBL4+XC3A3sV8I0Fv2fd+Y iDk=
    ;; Received 887 bytes from 192.42.93.30#53(g.gtld-servers.net) in 152 ms
    
    www.moehot.com.     600 IN  A   139.196.3.197
    ;; Received 59 bytes from 140.205.41.26#53(dns10.hichina.com) in 36 ms

让我们来一步步分析解析流程：

*  首先会查看本地缓存查询是否有对应的域名解析ip
 *  没有的情况下，向配置的dns服务器发起请求（10.0.0.1为公司内部dns服务器ip）
 *  Received 631 bytes from 10.0.0.1\#53(10.0.0.1) in 54 ms -- 10.0.0.1会返回根域名服务器的地址（根域名服务器有多个，所以返回很多域名）
 *  Received 1174 bytes from 202.12.27.33\#53(m.root-servers.net) -- 本机向根域名发起解析请求，根域名服务器返回.com顶级域名服务器地址
 *  Received 887 bytes from 192.42.93.30\#53(g.gtld-servers.net) -- 本机向com.域名服务器发起请求，返回moehot.com.域名服务器地址
 *  最后向[moehot.com][].域名发起请求得到[www.moehot.com][]. 的ip地址

CNAME作用

CNAME 即：别名记录。这种记录允许您将多个名字映射到另外一个域名。通常用于同时提供WWW和MAIL服务的计算机。例如，有一台计算机名为“[host.mydomain.com][]”（A记录）。它同时提供WWW和MAIL服务，为了便于用户访问服务。可以为该计算机设置两个别名（CNAME）：WWW和MAIL。这两个别名的全称就[http://www.mydomain.com/][http_www.mydomain.com]和“[mail.mydomain.com][]”。实际上他们都指向“[host.mydomain.com][]”。

在cdn中实现原理是：给源站域名添加CNMAE,别名为加速节点的域名。当用户向源站发起请求时，dns服务器解析源站域名时会发现有CNMAE记录，这时dns服务器会向CNAME域名发起请求，请求会被调度至加速节点的域名。

腾讯云cdn实例

假设您的业务源站域名为 [www.test.com][] ，当域名接入 CDN 开始使用加速服务后，您  
的用户发起 HTTP 请求，实际的处理流程如图所示：

![53d130e7dc1a5ec0fb18a3a92b18271e.png][]

image.png

*  用户向 [www.test.com][] 下的某图片资源，如 1.jpg 发起请求，先要向 Local DNS 发  
    起域名解析请求；
 *  当 Local DNS 解析 [www.test.com][] 时，会发现已经配置了 CNAME  
    [www.test.com.cdn.dnsv1.com][]，解析请求会发送至 Tencent DNS（GSLB），GSLB 为腾  
    讯云自主研发的调度体系，会为请求分配最佳节点 IP；
 *  Local DNS 获取 Tencent DNS 返回的解析 IP；
 *  用户测获取解析 IP；
 *  用户向获取的 IP 发起对资源 1.jpg 的访问请求；
 *  若该 IP 对应的节点缓存有 1.jpg，则会将数据直接返回给用户（10），此时请求结  
    束。若该节点未缓存 1.jpg，则节点会向业务源站发起对 1.jpg 的请求（6、7、8），  
    获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略（可参考用户指南中缓存时间设置章  
    节内容），将资源存储（9），并返回给用户（10），此时请求结束。

作者：openthewindow  
链接：https://www.jianshu.com/p/14dede92b02f  
来源：简书  
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

[moehot.com]: http://moehot.com
[www.moehot.com]: http://www.moehot.com
[host.mydomain.com]: http://host.mydomain.com
[http_www.mydomain.com]: http://www.mydomain.com/
[mail.mydomain.com]: http://mail.mydomain.com
[www.test.com]: http://www.test.com
[53d130e7dc1a5ec0fb18a3a92b18271e.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/53d130e7dc1a5ec0fb18a3a92b18271e.png
[www.test.com.cdn.dnsv1.com]: http://www.test.com.cdn.dnsv1.com