CDN 技术研究——总概篇

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什么是 CDN

CDN 又称内容投递网络(Content Delivery Network)，引入目的为解决打通用户到网络的最后一公里，提高用户访问速度。

如何打通？最简单的一个例子：

• A 公司服务器部署在北京，对外提供 Web 服务，B 用户在广州访问 A 公司的网页，需要跨网络从广州到北京下载 Web 的静态网页，网页上的图片，Flash 等内容，由于距离远，打开这个网页可能需要 5 秒。
• A 公司为解决广州用户访问自己 Web 服务缓慢问题，可以有如下解决办法：通过在广州部署镜像服务器的方式(如果考虑运营商差异，可能还需要在不同运营商部署镜像服务)。如果 A 公司的 Web 服务有内容变更，就需要重新镜像，这种一般是通过定时来完成的，如 24 小时，这样就会导致 B 访问 A 公司 Web 服务获取的信息是陈旧的信息
• 第二种方案，就是在广州部署 CDN，当 B 访问 A 公司的 Web 服务时，实际上是访问 A 公司在广州的 CDN 服务器(通过 DNS 解析的方式，用户无感知)，CDN 服务器发现用户要访问的内容没有在 CDN 服务器上，就会向 A 公司的源服务器下载相应内容。下一次如果再有广州用户 C 访问同样的资源，CDN 服务器就可以直接向 C 返回该资源。C 的感知就是打开网页的速度变快了

CDN 视图

上面只是一个简单的 CDN 加速的原理，实际上一个 CDN 不是由一两台服务器组成，而是一整套网络服务。以下分别从架构，部署和业务三个视图上来看 CDN 的部署结构

功能视图

CDN 最核心的两个部件是分发服务系统和负载均衡系统：

• 分发服务系统是打手，它负责将内容分发给最终用户
• 负载均衡系统是大脑，它通过网络管理系统和运营管理系统中的信息，来决定分发服务系统中哪一台服务器向最终用户提供服务

部署视图

一般在部署上，CDN 是分为中心层和边缘层的。

从工作关系上，边缘层面向最终用户提供内容分发服务。如果边缘层的边缘节点上没有用户访问的资源，边缘节点会向中心节点请求该资源，如果中心节点也没有资源，会向源站区请求资源。如果中心节点压力过大，会在中心层和边缘层之间部署区域节点，这些节点就是区域层

中心节点和区域节点又叫骨干节点，边缘节点称为 POP 节点。不管是骨干节点还是 POP 节点都是由 Cache 设备和本地负载均衡设备组成

Cache 设备和本地负载均衡有两种组网方式：

• 穿越方式，即本地负载均衡作为网关，向后端 Cache 设备分发请求，一般使用技术如 LVS，Haproxy，Nginx 反向代理
• 旁路方式，即本地负载均衡和 Cache 设备平行部署，用户访问到本地负载均衡后，由本地负载均衡通过请求重定向的方式将请求分发到 Cache 设备上

业务视图

从业务架构上，CDN 可以分为网页加速，流媒体加速，文件传输加速和应用协议加速。由于各种业务上有所区分，一般不同业务的加速方案也有所区别

小结

不管从什么视图去划分 CDN，CDN 最核心的部分就是 Cache 和负载均衡。衡量 Cache 的标准，Cache 命中率，Cache 带宽使用率，用户下载速度。衡量负载均衡的标准就是整个 Cache 集群的有效利用率，Cache 故障检测及容错控制