CDN

一、概念

CDN 全称为 “Content Delivery Network”，即内容分发网络。
CDN 是一种特殊的 DNS服务器。

二、原理

当使用域名访问某一个网站时（比如访问 www.baidu.com），分为两步：

• 首先解析出该域名所对应的 IP地址（DNS 域名解析）
• 然后将 Http请求包 路由到 IP地址 所对应的服务器

（注：IP地址和网卡相绑定，一个服务器可以有多个网卡，即可能有多个IP地址）

1、域名解析

域名解析分为两种：

• 将域名解析为IP地址
• 将域名解析为另一个域名（CNAME）

购买一个域名之后，需要去映射一个 IP地址，用 Map 表示：{域名：IP}。
也可以给某域名取一个别名，比如给 www.baidu.com 取一个别名 test.baidu.com，用 Map 表示：{域名：CNAME}，这里的CNAME就是别名。

域名解析，实际上就是解析出指定域名所对应的 IP地址，或该域名的一个 CNAME。

没有CNAME的情况：

有CNAME的情况：

特别注意：在有 CNAME 的情况下，CNAME 在域名解析的过程中承担了代理的角色，这是 CDN 实现的关键。

2、资源分类

服务器上的资源分为两种：

• 静态资源：这种资源通常很少变动，比如图片，视频，css，js 等等
• 动态资源：这种资源不同用户不同时刻访问通常是不一样的，比如 ftl，jsp 等等。

（1）集群（动态资源）

在全国各地部署服务器，每个服务器上都有相同的动态资源，并且还需配置相应的数据库，这就涉及到数据同步等问题。这种做法专业一点就是集群，目前集群架构最多是三地五中心，因为全国多地集群成本太高。

（2）CDN服务器（静态资源）

在每个服务器上只部署静态资源是成本较低的方式，因为静态资源通常不涉及数据库，也能提高用户访问速度。

现在有很多 CDN供应商，只要把系统接入并将静态资源传给 CDN服务，这些静态资源将会自动分布到世界各地。

在访问静态资源时，DNS系统 进行域名解析的过程中，如何解析出离用户最近的 IP地址？
这就需要使用 CDN服务器，该服务器知道用户当前所在位置，和用户访问的域名对应哪些 IP地址，及这些 IP地址 分别在哪。

这样，只要用户在通过某域名访问静态资源时，配置自己电脑的 DNS地址 为 CDN专用DNS服务器，就可以解决问题了，但不能要求所有用户都去修改自己电脑的 DNS地址，这时就要利用 DNS 中的 CNAME 了。

3、负载均衡和缓存

（1）负载均衡系统

如果没有返回 IP地址，本地DNS服务器 会向对应的 CDN服务器 再次发送请求，通过 CDN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

结合以上因素，得到最合适的边缘节点，并把该节点返回给用户，用户就能就近访问 CDN 的缓存代理。

整体流程如下：

（2）缓存代理

缓存系统是 CDN 的另一个关键组成部分，缓存系统会缓存最常用的资源，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

缓存系统可以划分层次为：一级缓存节点和二级缓存节点，一级缓存直连源站，二级缓存直连用户。
在回源时，二级缓存首先找一级缓存，一级缓存没有才回源站，可有效减少真正的回源。

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

补充

域名解析有多种记录类型，最常用的有：

• A记录：一个域名对应一个IP地址
• CNAME：一个域名对应另外一个域名
• NS：将子域名指定其他DNS服务器解析