深入浅出：边缘云计算与CDN技术原理及架构快速指南

作者：辰舒

背景

当下，各类门户网站、短视频、剧集观看、在线教育等内容生态疾速倒退，互联网流量出现爆发式增长。在凑近用户的中央就有CDN节点，用户通过手机或PC畅快浏览网页、视频、图片时，都须要CDN提供减速。作为经验二十多年倒退的技术，CDN已成为撑持互联网产业凋敝以及数字经济疾速倒退的重要基础设施。

本文将为您介绍「CDN 原理」以及「CDN 在用户体验的晋升中施展了什么样的作用」。

传统网络散发面临的瓶颈与挑战

CDN 并不是互联网诞生之初就始终存在的，而是在撑持各类互联网业务高速倒退的过程中应运而生并一直发展壮大的。未应用 CDN 减速时，大量用户申请须要穿梭互联网骨干网能力获取源站内容，内容散发常面临着以下几项挑战：

• 用户间隔源站间隔较远，网络链路易拥塞，长距离传输对终端体验并不敌对，易呈现卡顿、慢速问题。
• 源站部署在复线(单个运营商)机房时，跨运营商拜访品质差。
• 源站部署在 BGP /多线机房时，带宽的老本低廉，且固定进口带宽时易成为服务瓶颈，突发流动须要扩容。
• 内容散发业务须要投入高老本进行服务器配置扩容，并且随同高并发业务保护的人力老本。

而在业务应用 CDN 减速后，用户能够就近在边缘 IDC 节点下载到所需内容，极大地晋升了用户体验，不仅让业务内容散发效率晋升，也分担了源站的负载压力，使得源站服务聚焦于对非动态内容的业务解决，可能更加从容高空对突发业务带宽。通过智能回源进口抉择，也可能防止复线机房跨运营商拜访造成的不稳定性。

同时，相比 BGP 机房的带宽单价，CDN 将散发内容产生的流量老本升高到极致，同时通过选购 CDN 资源包还可享受更多优惠。

CDN 是什么

互联网内容的散发模式与传统商品货物的散发模式有许多共通之处，在介绍 CDN 是什么之前，咱们无妨思考一下是哪些因素让日常生活的购买效率更高，时效性更强？

• 首先，交通工具的便当及路线基建能力的晋升，运输效率晋升，让货物运输速度更快。
• 其次，仓储物流能力的建设，货物在多地仓库分布式仓储，位于同地区的多个超市便利店可抉择从本地仓库间接进货，而顾客也能够间接在家门口的超市便利店购买所需商品，无需用户和源头生产厂商间接实现订单交易。
• 最初，售卖点的数量、覆盖范围的扩张也都为购买过程带来了体验上的改善，每个小区门口甚至单元楼都曾经笼罩了便民超市，现在最近间隔商品交易只需从身边的主动贩卖机就可能实现。

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容散发网络。CDN是构建在现有网络根底之上的智能虚构网络，依附部署在各地的边缘服务器，通过核心平台的负载平衡、内容散发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，升高网络拥塞，进步用户拜访响应速度和命中率。

如何更艰深地去了解 CDN 是什么呢，咱们也无妨尝试用购买效率晋升的思路来帮忙了解：CDN 在网络上的作用就像事实中用户身边的主动贩卖机、家门口的超市、各地的集中仓储，让用户能够最近间隔很快捷的获取所需商品。

从技术视角了解，CDN 通过多级代理服务器对源站内容（例如 js/css/html/mp4 等）进行缓存，让动态内容缓存在间隔用户更近的 IDC 机房节点上，实现用户获取资源的网络间隔大幅度缩减，进而晋升终端用户体验和传输效率。

CDN 架构和拜访流程

如果要实现对寰球业务的散发减速，天然须要海量节点储备用于给终端用户提供服务，而作为一个全球化的分布式系统，CDN 对系统性能和稳定性有十分高的要求，以后阿里云 CDN 次要由调度零碎、链路品质零碎、缓存零碎、撑持零碎等子系统组成，这些子系统独特形成了 CDN 大脑神经网络来保障 CDN 的日常服务。

• 调度零碎：反对策略核心、DNS、HTTPDNS和302调度模式。当终端用户发动拜访申请时，用户的拜访申请会先进行域名DNS解析，调度零碎将依据用户解析申请中携带的 IP 地址判断其区域、运营商，为用户抉择并返回最佳接入节点 IP （DNS 未携带客户端 IP 时，调度依据DNS IP决策）。
• 链路品质零碎：实时监测缓存零碎中所有节点和链路的实时负载以及健康状况。调度零碎在决策最优节点时，也会综合链路品质、实时负载等因素来为用户调配服务节点。
• 缓存零碎：用户通过收到的最佳接入节点 IP 拜访对应的缓存节点，如果节点曾经缓存了用户申请的资源，会间接将资源返回给用户。
• 撑持零碎：撑持服务零碎包含监测零碎、数据智能和配置管理系统，别离具备了资源监测、数据分析和配置管理能力。

创立 CDN 减速域名后，CDN 将为您的减速域名调配 CNAME 记录值，您须要将域名解析至 CNAME 记录后能力接入CDN的智能调度零碎。在正式接入 CDN 后，终端用户拜访时通过的流程大抵如下：

1. 本机 DNS 发动对拜访域名的解析查问，减速域名权威DNS将响应您所配置的 CNAME 地址，DNS 持续对CNAME 记录发动查问后，解析后果将依据阿里云调度零碎决策，从权威 DNS 中返回最优节点 IP 地址。
2. 用户本地发动和节点 IP 的建联，建联后开始发送 HTTP 申请，此时拜访节点为边缘节点（L1），如果 L1 节点已缓存了用户申请的文件，L1 将间接返回缓存内容给用户，此时申请完结。
3. 如果边缘节点（L1）没有该文件的缓存，将回源至下层节点（L2）获取资源，如果 L2 节点已缓存用户申请的文件，将间接返回缓存内容给L1，L1响应给用户并将文件缓存到本地，此时申请完结。
4. 如果 L2 节点也没有用户所申请的文件，L2 节点将依据您在CDN管制台上的配置，回源到您的业务源站拉取资源返回给 L1 ，并将文件缓存到 L2 本地，此时申请完结。

目前，阿里云在寰球领有2800+节点，笼罩70多个国家和地区，全网带宽输入能力达150+Tbps。阿里云CDN产品通过宽泛的地区笼罩和深厚的带宽储备，在寰球范畴为用户提供平安、稳固、牢靠的内容散发服务。