CDN原理加速解析

CDN概念

CDN全稱叫作「Content Delivery Network」，中文叫內容分發網絡。

 

原理分析

咱們知道，當咱們使用域名訪問某一個網站時，實際上就是將請求包（以Http請求爲例）經過網絡傳輸給某臺服務器，好比訪問「www.baidu.com」時：

 

首先解析出該域名所對應的IP地址(DNS域名解析)

而後將Http請求包經過網絡路由到IP地址所對應的服務器

 

 

咱們一般說「服務器的IP地址」，這其實不太準確，IP地址是和網卡綁定的，一個服務器能夠有多個網卡，也就是可能有多個IP地址。

 

咱們先來看第一步：域名解析

域名解析

解析域名分爲兩種：

 

將一個域名解析爲一個IP地址

將一個域名解析爲另一個域名

 

其實解析思路不難，咱們在域名服務商購買了一個域名以後，須要去映射一個IP地址，能夠用Map來表示這個關係：{域名：IP}。

同時咱們也能夠給某個域名取一個別名，好比「www.baidu.com」取一個別名「test.baidu.com」，這種關係也能夠用Map來表示：{域名：別名}。這裏的別名專業一點叫作CNAME，相信你們對這個詞有點眼熟，它就是這個意思。

而域名解析，實際上就是解析出指定域名所對應的IP地址，或者該域名的一個CNAME。

而域名解析是由DNS系統來負責的，DNS服務接受外部請求，從請求裏提取域名，

 

若是這個域名對應的是IP地址，則返回這個IP地址，

若是這個域名對應的是CNAME，則繼續查找CNAME域名的IP地址，而後將該地址返回給請求發送者。

 

請求發送者拿到IP地址以後，完成真正的請求調用。

實際上DNS系統是很是龐大的，這裏不去多將，你們把它看成一個黑盒子，這個盒子的做用就是上文所描述的，這裏用一個簡單的圖來表示一下。

沒有CNAME的狀況：

有CNAME的狀況：

特別注意：在有CNAME的狀況下，咱們能夠發現，CNAME實際上在域名解析的過程當中承擔了中間人（或者說代理）的角色，這是CDN實現的關鍵。
 

CDN原理

首先CDN是爲了改善互聯網的服務質量的**。**通俗一點說其實就是提升訪問速度。

假設百度網站如今只有一臺服務器，如今有一我的在上海訪問百度，若是該服務器也在上海，那麼一般來講訪問比較快，若是該服務器在拉薩，那麼相對而言訪問就比較慢了。那麼這個問題的根本緣由是網絡傳輸是依賴於網線的，網線越長，那麼時間確定就越久。

那麼怎麼解決這個問題呢？其實思路很簡單，百度在全國各地都部署如出一轍的服務器就好了，專業一點叫冗餘。

思路很簡單，但實現仍是比較麻煩的，服務器上的資源分爲兩種：靜態資源與動態資源。

 

靜態資源：這種資源一般是不多變更的，好比圖片，視頻，css，javascript等等

動態資源：這種資源不一樣用戶不一樣時刻訪問一般是不同的，比入php、jsp等等。

 

那麼若是百度要在全國各地都部署服務器，若是說每一個服務器上都有相同的動態資源，那麼可能還須要配置相應的數據庫，由於動態資源所記錄的信息一般會存儲在數據庫中，那麼這就涉及到了數據同步等等問題，這會致使成本很高，這種作法專業一點其實就是**集羣，而目前來講集羣架構最可能是三地五中心，**不是說全國多地集羣不可能，主要是成本過高。

 

 

那麼有沒有成本比較低的方式呢，有，就是在每一個服務器上只部署靜態資源，靜態資源一般不涉及到數據庫，因此成本也比較低，並且也能提升用戶的訪問速度。

到這裏，介紹了CDN想要達到的目的，那麼怎麼達到這個目的呢?

如今若是要比較CDN系統，咱們能夠考慮兩點：

 

1.CDN系統中存儲靜態資源服務器的性能以及網速怎麼樣。

2.CDN系統中全國甚至全球範圍內服務器節點的數量以及部署狀況。

 

第一點很好理解，第二點你們應該也能理解了，若是靜態資源的服務器節點不少，可以讓每一個用戶在訪問這些靜態資源時都不用「跑很遠的路程」才能獲取到，那麼天然這是CDN系統的優勢。

有公司看到了這種需求，因此如今其實有不少CDN供應商，好比阿里，騰訊等等都有本身的CDN服務。只要你本身的系統接入了這些大廠所提供的CDN服務，你把本身的靜態資源傳給CDN服務，那麼這些靜態資源將自動的分佈到全世界各地去。

好，那麼如今的問題是，用戶在訪問靜態資源時也是經過域名來訪問的，域名會被解析成某一個IP地址，關鍵的問題就是，DNS系統怎麼在作域名解析時，解析出來一個離用戶最近的一個IP地址呢。

普通的DNS系統是作不到的，須要一個特殊的DNS服務器，這個特殊DNS須要知道

 

用戶當前所在位置

還須要知道用戶如今訪問的這個域名對應哪些IP地址，以及這個IP地址分別在哪?

 

對於第一個問題好解決，直接從用戶請求裏提取出用戶的ip地址，好比這個ip地址被解析爲北京電信、上海移動等等。

第二個問題由誰來解決，咱們如今考慮的是CDN，CDN提供商確定知道他們公司在哪些地方部署了機器以及它們的IP地址，因此這個問題只能有CDN提供商來解決，CDN提供商會提供這個特殊的DNS服務器，咱們叫作 CDN專用DNS服務器。

這樣的話，只要用戶在使用某個域名訪問靜態資源時，若是用戶直接配置本身電腦的DNS地址爲CDN專用DNS服務器。那麼天然解決了問題，可是咱們須要考慮的時，咱們不能要求世界上全部的用戶都去修改本身電腦的DNS地址。因此這個時候就要利用DNS中的CNAME了。

用戶使用某個域名來訪問靜態資源時（這個域名在阿里CDN服務中叫作「加速域名」），好比這個域名爲「image.baidu.com」，它對應一個CNAME，叫作「cdn.ali.com」，那麼普通DNS服務器（區別CDN專用DNS服務器）在解析「image.baidu.com」時，會先解析成「cdn.ali.com」，普通DNS服務器發現該域名對應的也是一個DNS服務器，那麼會將域名解析工做轉交給該DNS服務器，該DNS服務器就是CDN專用DNS服務器。CDN專用DNS服務器對「cdn.ali.com」進行解析，而後依據服務器上記錄的全部CDN服務器地址信息，選出一個離用戶最近的一個CDN服務器地址，並返回給用戶，用戶便可訪問離本身最近的一臺CDN服務器了。

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