CDN技術詳解筆記

1.影響網絡傳輸的四個因素
（1）「第一千米」：網站服務器接入互聯網的鏈路所能提供的帶寬。
（2）「最後一千米」：用戶接入帶寬。
（3）對等互聯關口：不一樣網絡之間的互聯互通帶寬。
（4）長途骨幹傳輸：首先是長距離傳輸時延問題，其次是骨幹網擁塞問題

 

2.用戶經過瀏覽器訪問網站的過程以下圖所示：

 

①用戶在本身的瀏覽器中輸入要訪問的網站域名。

②瀏覽器向本地DNS服務器請求對該域名的解析。

③本地DNS服務器中若是緩存有這個域名的解析結果，則直接用戶的解析請求。

④本地DNS服務器中若是沒有關於這個域名的解析結果的緩存，則以遞歸方式向整個DNS系統請求解析，得到應答後將結果反饋給瀏覽器。

⑤瀏覽器獲得域名解析結果，就是該域名相應的服務設備的IP地址。

⑥瀏覽器向服務器請求內容。

⑦服務器將用戶請求內容傳送給瀏覽器。

 

3.引入CDN後的訪問流程

①當用戶點擊網站頁面上的內容URL，通過本地DNS系統解析，DNS會最終將域名的解析權交給CNAME指向的CDN專用DNS服務器。

②CDN的DNS服務器將CDN的全局負載均衡設備IP地址返回用戶。

③用戶向CDN的全局負載均衡設備發起內容URL訪問請求。

④CDN全局負載均衡設備根據用戶IP地址，以及用戶請求的內容URL，選擇一臺用戶所屬區域的區域負載均衡設備，告訴用戶向這臺設備發起請求。

⑤區域負載均衡設備會爲用戶選擇一臺合適的緩存服務器提供服務。選擇的依據包括:根據用戶IP地址，判斷哪一臺服務器距離用戶最近；根據用戶請求的URL攜帶的內容名稱，判斷哪一臺服務器上有用戶所需內容；查詢各個服務器當前的負載狀況，判斷哪一臺服務器尚有服務能力。基於以上這些條件的綜合分析後，區域負載均衡設備會向全局負載均衡設備返回一臺緩存服務器的IP地址。

⑥全局負載均衡設備把IP地址返回用戶。

⑦用戶向緩存服務器發起請求，緩存服務器響應用戶請求，將用戶所需內容傳送到用戶終端。若是這臺緩存服務器上並無用戶想要的內容，而區域負載均衡設備依然將它分配給了用戶，那麼這一臺服務器要向它的上一級緩存服務器請求內容，直至追溯到網站的源服務器將內容拉到本地。

 

4.CDN的系統架構

 

5.CDN部署架構

 

在一個節點中，Cache設備和本地負載均衡設備的鏈接方式有兩種：一種是旁路方式，一種是穿越方式。

 

6.CDN系統分類

（1）基於不一樣內容承載類型的分類

• 網頁加速
• 流媒體加速
• 文件傳輸加速
• 應用協議加速：針對TCP/IP等傳輸協議的優化。

（2）基於內容生成機制的分類

主流的Web網站系統都可以在邏輯上分爲三個層次，表現層、業務邏輯層、數據訪問層。

根據CDN完成的不一樣層面的Web轉移功能，將CDN分爲表示層複製（靜態網站）和全站複製（動態網站）兩類。

 

7.CDN系統三維模型圖

X軸方向是貫穿系統頭端到終端的垂直系統，每一種業務能力均可以有本身的中心、區域、邊緣層設備，有本身獨立的管理系統、負載均衡系統、分發服務系統。
所以，在X軸方向上，每個CDN服務能力均可以是一套相對獨立的子系統。

Y軸方向的分級劃分是依據CDN逐級緩存、分級調度、分級服務的要求。
CDN的管理功能、調度功能、緩存功能、服務功能都是分級部署的，不一樣層級的相同功能實體之間相互配合。
從控制功能上看，每每下一級控制實體是上一級控制實體的執行者；
從緩存功能上看，上一級緩存是下一級緩存實體的內容提供者；
從 服務功能上看，上一級服務實體是下一級服務實體的能力補充和備份。

 

Z軸方向上，管理層主要完成CDN網絡管理和業務邏輯處理。
網絡管理提供IP網絡層面的配置管理、故障管理、網絡性能管理以及網絡安全管理等，負責對整個CDN系統的網絡和設備資源進行抽象，提取其業務能力，提供給上層業務平臺。
業務邏輯處理指CDN系統輔助其服務的業務平臺完成部分應用層功能的實現，完成和其餘系統之間的接口適配，負責系統的認證、計費、統計分析、系統管理、用戶管理、SP管理等功能。
控制平面負責對整個CDN網絡的內容分佈狀況進行管理，對內容分發和訪問路由策略進行控制，它是整個內容分發系統內容數據流向的控制點。
數據平面承擔實際的內容分發工做，根據Z軸方向與X軸、Y軸相交點的具體要求，數據平面設備具有不一樣的應用服務提供能力。

 

參考資料：《CDN技術詳解》 pp.1-29