【CDN】CDN 原理和使用

妖狐艹你老母 2022-11-25 13:23 346阅读 0赞

**目录**

一、CDN 是什么

二、CDN 由来

三、CDN 原理

3.1 概念

3.2 一般的 web 请求过程

3.3 CDN 加速的 WEB 请求过程

3.4 二者区别

四、CDN 分类

4.1 网页加速

4.2 流媒体加速

4.3 大文件加速

4.4 应用协议加速

五、 CDN 的推送类型

5.1 主动推送

5.2 被动获取

--------------------

# 一、CDN 是什么 #

CDN（content delivery network）即内容分发网络，通过在各个地方部署 CDN 镜像服务器，并复制源服务器的应用内容，让用户可以从最合适的镜像服务器中获取资源内容。

最合适的镜像服务器包括：

*  访问本地区的服务器并获取所需内容 
 *  根据宽带类型使用部署对应类型宽带的服务器（如移动、联通、铁通等）

如下图中的 ![20200809174220930.png][] 表示 CDN 镜像服务器，则用户可以访问最近的镜像服务器，快速地获取资源内容。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 二、CDN 由来 #

** 初始阶段： 1台服务器，面向所有用户**

分析：这个阶段仅需要管理单台服务器，技术成本低，资金需求也较低。

问题： 全国各地的用户都访问北京用户，受到地域和运营商的限制，较远的地方或运营商的不同都会导致用户

的网络访问速度变慢。若服务器宕机，则内容易丢失或损坏，并导致用户难以访问。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

**扩大阶段： 多台服务器，面向不同地区的用户**

分析： 根据用户集中的地区，在不同地区部署服务器，使更多用户能就近地访问服务器，有效降低服务器压力，并提高用户访问速度。同时，当部分服务器发生故障无法使用时，可以快速引导用户访问其他服务器，提高访问内容的稳定性和安全性。

# 三、CDN 原理 #

## 3.1 概念 ##

实现 CDN 加速，需要提前将原始服务器的内容拷贝到 CDN 镜像服务器上，在镜像服务器上产生副本，以此让用户直接访问镜像服务器上的镜像文件。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

## **3.2 一般的 web 请求过程** ##

*  用户在浏览器中输入域名如cloude.tencent.com，浏览器将域名发送到 DNS 服务器，让其对域名进行解析得到域名指向的 IP 地址或二级域名。
 *  DNS 服务器将解析后的地址返回给用户浏览器
 *  浏览器在获取到真实地址后，会根据真实地址向原服务器请求数据
 *  源服务器在获取到请求后返回相应数据。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

## **3.3 CDN 加速的 WEB 请求过程** ##

*  用户依旧在浏览器中输入域名如cloude.tencent.com，浏览器将域名发送到 DNS 服务器，但此时 DNS 服务器并不会将其解析到对应的 IP 地址。而是将其解析到智能 DNS 服务器（ CDN 加速服务商提供的 DNS 服务器）。
 *  智能 DNS 服务器会判断用户的位置和运营商，并返回最合适的服务器 IP
 *  智能DNS服务器将该 IP 返回到用户请求的 DNS 服务器
 *  DNS 服务器将该 IP 地址返回给用户浏览器
 *  用户浏览器根据 IP 地址请求 CDN 镜像服务器，请求访问数据内容
 *  CDN 镜像服务器获取到相应请求，并查询到相应的资源副本文件，并返回给用户

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

## **3.4 二者区别** ##

**● 对用户**

对用户来说，是没有任何区别的，都是输入网址即可访问到相应的资源。但由于是从最合适的节点拿到的内容，且是从内存中获取，故速度会快很多。

**● 对网络服务商**

对于网址服务商来说，将原来的解析地址转换成智能 DNS 服务器，并提前将副本文件备份到镜像 CDN 服务器。

# 四、CDN 分类 #

按内容区分，可分为：网页加速、流媒体加速、大文件加速、应用协议加速

## 4.1 **网页加速** ##

网页加速即对html、css、js等不易变动的静态资源文件做加速，将这些文件备份到 CDN 缓存服务器中，让用户直接访问 CDN 缓存服务器的静态资源，从而快速获取到资源内容。

而动态资源如视频、应用程序等动态生成的内容，则不会被备份到 CDN 缓存服务器中。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

## **4.2**** 流媒体加速** ##

** **       当前大部分流媒体平台都采用了分片处理技术，即用一个xmp文件记录整个文件的大小和文件完整性的校验戳、视频持续长度、视频名称等。之后的 ts 文件则为视频的分片文件（可加密，保护知识），

由于用户可能只看一个视频的前几分钟，而后面不会看，通过分片的方式可以极大提高服务器读写文件速度（文件更小）。而 CDN 对流媒体的加速正是加速这些分片文件（不易变化）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

## 4.**3**** 大文件加速** ##

大文件即安装包、视频、压缩包或大批量的数据等完整的文件，通过 CDN 可以让用户快速地访问到文件数据，并减轻原站压力。

## **4.4 应用协议加速** ##

应用协议加速更多应用于BT下载软件中。如要下载一个大文件，受源服务器的网络带宽影响，下载速度会受到较大限制。而 CDN 镜像服务器可能已经将这个大文件从源服务器中备份完毕了，用户只需要从备份服务器中下载即可。而镜像服务器的带宽通常远远大于源服务器。

当用户访问的这个镜像服务器没有用户要的文件时，会使用多台镜像服务器同时下载资源，并同时传输给用户，提高下载速度。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

# 五、 CDN 的推送类型 #

CDN 的推送可续分为：主动推送和被动获取两种

## 5.1 主动推送 ##

将源服务器的资源分发至节点，同时智能 DNS 服务器会引导用户访问相应的节点，从而拿到最新的资源数据

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

## **5.2**** 被动获取** ##

** **       智能 DNS 服务器先引导用户访问镜像服务器，镜像服务器通过查看索引的方式查找是否有这个文件，若没有则向源站获取，获取成功后返回数据给请求的用户。这种方式，第一个访问这台镜像服务器的用户是没有任何加速效果的（仍是向源站请求数据），但之后访问的用户则会被 CDN 加速。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

[20200809174220930.png]: /images/20221124/4918d55aff354d00aabc9a8d5879bb8b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221124/8d79ab635c8442669486dd954c89c46b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221124/6d1dadb625cd4889a9edd3de75af9cac.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221124/db37f0e48eaf4824b5afc34f6d0dc168.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221124/7efba205580445cdaa1bcb192c951ffc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221124/addf66f70e374d1a85f9c8e370e7efdc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221124/b732be5f91224807a8853cee389cf86e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221124/2e58e9d5ba9a474e967e1ccf6f3da030.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221124/ffd29183b63d40309e7e7a9cae562f79.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221124/b1fefcca908e4749953aed406d96d477.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0NDE2MzMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20221124/fe76ea17ff514170a2e0c55f940996f5.png