CDN网络简介及原理

一、问题背景

由于服务器众多,如果访问的服务器距离用户很远,那么就会出现访问卡顿和高延迟的现象,因为需要更多的带宽和时间从遥远的服务器传输数据到用户的移动端,所以为了方便用户的快速访问,提高访问的流畅度和好的体验,很多企业使用了CDN服务器,牵扯到很多的CDN加速和CDN缓存的问题。

二、功能

CDN是内容分发网络(Content Delivery Network),其功能是将网站内容发布到最接近用户的边缘节点,使网民可就近取得所需内容,提供网民访问的响应速度和成功率,同时能够保护源站【不暴露真实网站的IP】。解决由于地域、带宽、运营商接入等问题带来的访问延迟高问题,有效帮助站点提升访问速度。

通俗的讲,就是你不用去遥远的服务器去请求数据,而是就近到CDN服务器上去获取你想要的数据,CDN服务器就是把遥远的服务器上的内容缓存到自己身上【同步到自己身上】,让你访问的时候有根更低的延迟。

三、一些概念

CDN网络构架中主要有两个部分组成:中心 和 边缘
中心是指CDN网管中心和DNS重定向【把你的请求重定向到就近的CDN服务器】,负责全局负载均衡,设备一般在管理中心机房。
边缘是指主要的异地节点服务器,这些事CDN内容分发的载体【存储遥远服务器内容的服务器】,主要由缓存和负载均衡器组成。

CDN的优势
1)强大且快速
2)操作简
3)稳定安全
4)节约成本

四、CDN的原理

由于内容源比较遥远,所有就考虑把遥远的内容上的内容分散开来放在距离用户近的地方
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

具体来说,CDN就是采用更多的缓存服务器(CDN的边缘节点)分布于用户访问相对集中的地方,当用户访问的时候,利用全局负载技术,将用户的访问重定向到【这里牵扯到CDN专用DNS服务器】距离最近的缓存服务器上,由缓存服务器响应用户的请求,完成访问过程。【概念和边缘计算有异曲同工之妙】

CDN镜像服务器备注
智能缓存内容完全复制源服务器CND更灵活,智能成都更高
具有流量疏导功能不具备
减轻了骨干网压力不具备

CDN请求过程图
在这里插入图片描述

步骤1:用户访问域名url,会首先请求本地DNS解析
步骤2:本地DNS将请求转交给CDN专用DNS解析
步骤3:CDN专用服务器将解析结果IP返回本地DNS服务器
步骤4:本地DNS将解析结果IP返回给用户
步骤5:用户根据解析结果IP访问CDN负载均衡系统【该系统底下有众多的CDN缓存服务节点】
步骤6:CDN负载均衡系统计算出最实惠路径和最近的CDN缓存服务节点
步骤7:CDN负载均衡系统将CDN缓存服务的IP返回给用户
步骤8:用户根据返回的CDN缓存服务器IP访问该服务器
步骤9:CDN缓存服务节点响应用户请求完成整个访问过程。
步骤10:如果CDN缓存服务节点上没有用户请求的资源,就会向源内容服务器同步缓存
步骤11:源内容服务器给CDN缓存服务器同步缓存数据

久违
2022.3.11

### CDN 工作原理 CDN(Content Delivery Network,内容分发网络)的核心目标是通过分布式节点存储和传递静态资源,从而减少延迟并提高用户体验。其主要功能可以通过以下几个方面理解: #### 1. **静态资源缓存机制** 静态资源被缓存到CDN节点的过程依赖于HTTP协议中的缓存控制头字段。当用户首次请求某个未缓存的资源时,CDN节点会向源站发起请求获取该资源,并将其保存在本地缓存中[^1]。随后,在有效期内,其他用户的相同请求可以直接由最近的CDN节点返回而无需再次回源。 #### 2. **最优节点选择** 为了确保用户获得最快的内容交付速度,全局负载均衡DNS起到了关键作用。它基于地理位置、网络状况等因素动态计算离用户物理距离较近或者链路质量较好的CDN节点作为响应方[^5]。这种技术不仅提升了访问效率,也减轻了单点服务器的压力。 #### 3. **防盗链保护措施** 为了避免未经授权使用带宽造成经济损失,大多数商业化的CDN解决方案提供了丰富的防盗链手段,比如设置Referer验证规则、时间戳签名认证等方法来识别合法请求者身份。 ### 如何配置与使用CDN 实施CDN服务一般涉及几个重要环节: - #### 域名接入 用户需将自己的网站域名绑定至所选服务商提供的CNAME记录上完成初始连接操作。 - #### 缓存策略定制化调整 根据业务特点制定合理的缓存有效期参数;针对不同类型的文件设定差异化的刷新频率以优化整体表现效果[^4]。 - #### 安全防护选项启用 开启必要的HTTPS加密通道保障数据传输过程的安全性的同时也可以考虑集成WAF(Web Application Firewall)进一步增强抵御恶意攻击的能力[^3]。 ```python import requests def fetch_resource(url, headers=None): """ A simple function to demonstrate fetching a resource via Python with optional custom headers. This could be used when configuring or testing your CDN setup. Args: url (str): The URL of the resource you want to access through the CDN. headers (dict, optional): Custom HTTP request headers such as 'Host', 'Referer'. Defaults to None. Returns: str: Content fetched from the given URL after being processed by the CDN. """ response = requests.get(url, headers=headers) if response.status_code == 200: return response.text else: raise Exception(f"Failed to retrieve content: {response.status_code}") ```
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