什么是CDN？它解决了什么难题？5分钟让你明明白白！

梦里梦外; 2023-10-07 15:33 30阅读 0赞

CDN这个词在我们技术圈中经常听到，什么CDN节点呀、CDN加速呀，当同事跟你谈到这些话题的时候，是不是大家都只顾着点头呢?

CDN其实作用很大，我们每天都在享受CDN带来的福利，只是你感受不到。比如说**在线教育**诞生之初，线上直播效果其实是非常差的，画质不清晰也就算了，有时候直接会卡到视频和声音不同步，这些难题直接影响到在线教育的日常运作。CDN凭借低时延的产品特性，让数据得以即时传输，为师生带来响应快速、使用流畅的视频观看体验。

在**电子商务**领域，每一次大促的背后都意味着电商交易流量的高峰，要让电商走得更远、更顺畅，少不了CDN技术的加持。CDN利用充足带宽资源，做好CDN冗余储备，在用户访问突增时灵活、快速为客户调配资源，避免用户的“访问洪峰”影响购物体验，同时缓解源站压力，充分保障平台访问响应速度以及成功率。

在我们平时**日常生活**中，大家是不是特别喜欢刷短视频，比如抖音、快手等，CDN采用网页静态资源优化加速分发，缩短网页响应时间，让我们刷起视频来更加流畅。

还有好多的场景都能看到CDN在背后做的重大贡献，那么CDN到底是个啥，它到底解决了什么样的难题？原理是啥？今天带你学习一波！

### 首先要明白什么是CDN？ ###

**CDN**英文全称`Content Delivery Network`，中文翻译即为**内容分发网络**。它是建立并覆盖在承载网之上，由分布在不同区域的边缘节点服务器群组成的分布式网络。

CDN应用广泛，支持多种行业、多种场景内容加速，例如：图片小文件、大文件下载、视音频点播、直播流媒体、全站加速、安全加速。

![1611584802225-image.png][]

借用阿里云官网的例子，来简单介绍CDN的工作原理。假设通过CDN加速的域名为`www.a.com`，接入CDN网络，开始使用加速服务后，当终端用户（北京）发起HTTP请求时，处理流程如下：

1.  当终端用户（北京）向 `www.a.com`下的指定资源发起请求时，首先向LDNS（本地DNS）发起域名解析请求。
2.  LDNS检查缓存中是否有 `www.a.com`的IP地址记录。如果有，则直接返回给终端用户；如果没有，则向授权DNS查询。
3.  当授权DNS解析 `www.a.com`时，返回域名CNAME www.a.tbcdn.com对应IP地址。
4.  域名解析请求发送至阿里云DNS调度系统，并为请求分配最佳节点IP地址。
5.  LDNS获取DNS返回的解析IP地址。
6.  用户获取解析IP地址。
7.  用户向获取的IP地址发起对该资源的访问请求。

*  如果该IP地址对应的节点已缓存该资源，则会将数据直接返回给用户，例如，图中步骤7和8，请求结束。
 *  如果该IP地址对应的节点未缓存该资源，则节点向源站发起对该资源的请求。获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略，将资源缓存至节点，例如，图中的北京节点，并返回给用户，请求结束。

从这个例子可以了解到：

1.  CDN的加速资源是跟域名绑定的。
2.  通过域名访问资源，首先是通过DNS分查找离用户最近的CDN节点（边缘服务器）的IP
3.  通过IP访问实际资源时，如果CDN上并没有缓存资源，则会到源站请求资源，并缓存到CDN节点上，这样，用户下一次访问时，该CDN节点就会有对应资源的缓存了。

简单讲，CDN就是通过将站点内容发布至遍布全球的海量加速节点，使其用户可就近获取所需内容。

CDN主要解决这么些问题:

*  物理距离远，多次网络转发，延时高不稳定;
 *  所在运营商不同，需运营商之间转发绕行;
 *  网络带宽处理能力有限，海量请求时，响应速度与可用性降低。

![1611585158575-image.png][]

### CDN工作原理 ###

CDN的工作原理就是将源站的资源缓存到位于全国各地的CDN节点上，用户请求资源时，就近返回节点上缓存的资源，而不需要每个用户的请求都回您的源站获取，避免网络拥塞、分担源站压力，保证用户访问资源的速度和体验。 ![1611585781875-image.png][]

### 为什么要用 CDN？ ###

如果你在经营一家网站，那你应该知道几点因素是你制胜的关键：

*  内容有吸引力
 *  访问速度快
 *  支持频繁的用户互动
 *  可以在各处浏览无障碍

另外，你的网站必须能在复杂的网络环境下运行，考虑到全球的用户访问体验。你的网站也会随着使用越来越多的对象（如图片、帧、CSS及APIs）和形形色色的动作（分享、跟踪）而系统逐渐庞大。所以，系统变慢带来用户的流失。

Google及其它网站的研究表明，一个网站每慢一秒钟，就会丢失许多访客，甚至这些访客永远不会再次光顾这些网站。可以想像，如果网站是你的盈利渠道或是品牌窗口，那么网站速度慢将是一个致命的打击。

这就是你使用CDN的第一个也是最重要的原因：**为了加速网站的访问**

除此之外，CDN还有一些作用：

###### 1. 为了实现跨运营商、跨地域的全网覆盖 ######

互联不互通、区域ISP地域局限、出口带宽受限制等种种因素都造成了网站的区域性无法访问。CDN加速可以覆盖全球的线路，通过和运营商合作，部署IDC资源，在全国骨干节点商，合理部署CDN边缘分发存储节点，充分利用带宽资源，平衡源站流量。

###### 2. 为了保障你的网站安全 ######

CDN的负载均衡和分布式存储技术，可以加强网站的可靠性，相当无无形中给你的网站添加了一把保护伞，应对绝大部分的互联网攻击事件。防攻击系统也能避免网站遭到恶意攻击。

###### 3. 为了异地备援 ######

当某个服务器发生意外故障时，系统将会调用其他临近的健康服务器节点进行服务，进而提供接近100%的可靠性，这就让你的网站可以做到永不宕机。

###### 4. 为了节约成本投入 ######

使用CDN加速可以实现网站的全国铺设，你根据不用考虑购买服务器与后续的托管运维，服务器之间镜像同步，也不用为了管理维护技术人员而烦恼，节省了人力、精力和财力。

###### 5. 为了让你更专注业务本身 ######

CDN加速厂商一般都会提供一站式服务，业务不仅限于CDN，还有配套的云存储、大数据服务、视频云服务等，而且一般会提供7x24运维监控支持，保证网络随时畅通，你可以放心使用。并且将更多的精力投入到发展自身的核心业务之上。

### CDN与传统网站访问的区别 ###

CDN主要功能是在不同的地点缓存内容，通过负载均衡技术，将用户的请求定向到最合适的缓存服务器上去获取内容，比如说，是北京的用户，我们让他访问北京的节点，深圳的用户，我们让他访问深圳的节点。通过就近访问，加速用户对网站的访问。解决Internet网络拥堵状况，提高用户访问网络的响应速度。

###### 传统访问访问： ######

![1611586101991-image.png][]

###### 使用了CDN的网站访问： ######

![1611586121775-image.png][] 与传统访问方式不同，CDN网络则是在用户和服务器之间增加缓存层，将用户的访问请求引导到最优的缓存节点而不是服务器源站点，从而加速访问速度。

###### 完整的CDN工作流程： ######

![1611586158315-image.png][] 通过权威DNS服务器来实现最优节点的选择，通过缓存来减少源站的压力

### CDN的应用场景 ###

###### 1、网站站点/应用加速 ######

站点或者应用中大量静态资源的加速分发，建议将站点内容进行动静分离，动态文件可以结合云服务器ECS，静态资源如各类型图片、html、css、js文件等，建议结合 对象存储OSS 存储海量静态资源，可以有效加速内容加载速度，轻松搞定网站图片、短视频等内容分发。

###### 2、视音频点播/大文件下载分发加速 ######

支持各类文件的下载、分发，支持在线点播加速业务，如mp4、flv视频文件或者平均单个文件大小在20M以上，主要的业务场景是视音频点播、大文件下载（如安装包下载）等，建议搭配对象存储OSS使用，可提升回源速度，节约近2/3回源带宽成本。

###### 3、视频直播加速 ######

视频流媒体直播服务，支持媒资存储、切片转码、访问鉴权、内容分发加速一体化解决方案。结合弹性伸缩服务，及时调整服务器带宽，应对突发访问流量；结合媒体转码服务，享受高速稳定的并行转码，且任务规模无缝扩展。

###### 4、移动应用加速 ######

移动APP更新文件（apk文件）分发，移动APP内图片、页面、短视频、UGC等内容的优化加速分发。提供httpDNS服务，避免DNS劫持并获得实时精确的DNS解析结果，有效缩短用户访问时间，提升用户体验。

### CDN相关的术语解释 ###

###### 1、Origin Server源站 ######

做 CDN 之前的客户真正的服务器。

###### 2、User ######

访问者，也就是要访问网站的网民。

###### 3、Last Mile ######

最后一公里，也就是网民到他所访问到的 CDN 服务器之间的路径。

###### 4、域名 ######

域名是Internet网络上的一个服务器或一个网络系统的名字，全世界，没有重复的域名。

###### 5、CNAME记录 ######

它是一个别名记录( Canonical Name )；当 DNS 系统在查询 CNAME 左面的名称的时候，都会转向 CNAME 右面的名称再进行查询，一直追踪到最后的 PTR 或 A 名称，成功查询后才会做出回应，否则失败。

###### 6、CNAME域名 ######

CDN的域名加速需要用到CNAME记录，在服务器控制台配置完成CDN加速后，您会得到一个加速后的域名，称之为CNAME域名（该域名一定是`*.*http://wljslmz.com`）， 用户需要将自己的域名作CNAME指向这个`*.*http://wljslmz.com`的域名后，域名解析的工作就正式转向云服务器，该域名所有的请求都将转向云CDN的节点。

###### 7、DNS ######

DNS即Domain Name System，是域名解析服务的意思。它在互联网的作用是：把域名转换成为网络可以识别的ip地址。人们习惯记忆域名，但机器间互相只认IP地址，域名与IP地址之间是一一对应的，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，整个过程是自动进行的。比如：上网时输入的百度一下，你就知道会自动转换成为`220.181.112.143`

###### 8、边缘节点 ######

也称CDN节点、Cache节点等；是相对于网络的复杂结构而提出的一个概念，指距离最终用户接入具有较少的中间环节的网络节点，对最终接入用户有较好的响应能力和连接速度。其作用是将访问量较大的网页内容和对象保存在服务器前端的专用cache设备上，以此来提高网站访问的速度和质量。

###### 9、cache ######

cache高速缓冲存储器一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的RAM位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器;如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM存储器速度快，所以当RAM的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。

[1611584802225-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611584802225-image.png
[1611585158575-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611585158575-image.png
[1611585781875-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611585781875-image.png
[1611586101991-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611586101991-image.png
[1611586121775-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611586121775-image.png
[1611586158315-image.png]: https://cdn.jsdelivr.net/gh/chjswr/mdnicePicture/2021-1-25/1611586158315-image.png