CDN
为什么需要CDN
根本上的原因是，访问速度对互联网应用的用户体验、口碑、甚至说直接的营收都有巨大的影响，任何的企业都渴望自己站点有更快的访问速度。而HTTP传输时延对web的访问速度的影响很大，在绝大多数情况下是起决定性作用的，这是由TCP/IP协议的一些特点决定的。物理层上的原因是光速有限、信道有限，协议上的原因有丢包、慢启动、拥塞控制等。
要提高访问速度，最简单的做法当然就是多设置几个服务器，让终端用户离服务器“更近”。典型的例子是各类下载网站在不同地域不同运营商设置镜像站，或者是像Google那样设置多个数据中心。但是多设几个服务器的问题也不少，一是多地部署时的困难，二是一致性没法保障，三则是管理困难、成本很高。实际上，在排除多地容灾等特殊需求的情况下，对大多数公司这种做法是不太可取的。当然，这种方案真正做好了，甚至是比后续所说的使用CDN要好的。
CDN是一种公共服务，他本身有很多台位于不同地域、接入不同运营商的服务器，而所谓的使用CDN实质上就是让CDN作为网站的门面，用户访问到的是CDN服务器，而不是直接访问到网站。由于CDN内部对TCP的优化、对静态资源的缓存、预取，加上用户访问CDN时，会被智能地分配到最近的节点，降低大量延迟，让访问速度可以得到很大提升。
CDN是什么
CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络，它能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容，解决 Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。
CDN是将源站内容分发至全国所有的节点，从而缩短用户查看对象的延迟，提高用户访问网站的响应速度与网站的可用性的技术。它能够有效解决网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题。
CDN的工作原理就是将您源站的资源缓存到各地的边缘节点服务器（CDN节点）上，用户请求访问和获取资源时，就近调用CDN节点上缓存的资源。这种分布式数据传输方式，使得用户请求的资源不需要都回您的源站获取，从而避免网络拥塞、分担源站压力，保证用户访问资源的速度和体验。
典型的CDN系统由下面三个部分组成
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分发服务系统
最基本的工作单元就是Cache设备，cache（边缘cache）负责直接响应最终用户的访问请求，把缓存在本地的内容快速地提供给用 户。同时cache还负责与源站点进行内容同步，把更新的内容以及本地没有的内容从源站点获取并保存在本地。Cache设备的数量、规模、总服务能力是衡 量一个CDN系统服务能力的最基本的指标
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负载均衡系统
主要功能是负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度，确定提供给用户的最终实际访问地址。两级调度体系分为全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB）。GSLB主要根据用户就近性原则，通过对每个服务节点进行“最优”判断，确定向用户提供服务的cache的物理位置。SLB主要负 责节点内部的设备负载均衡
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运营管理系统
分为运营管理和网络管理子系统，负责处理业务层面的与外界系统交互所必须的收集、整理、交付工作，包含客户管理、产品管理、计费管理、统计分析等功能。
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CDN的由来
CDN 诞生于二十多年前，随着骨干网压力的逐渐增大，以及长传需求的逐渐增多，使得骨干网的压力越来越大，长传效果越来越差。于是在 1995 年，MIT 的应用数学教授 Tom Leighton 带领着研究生 Danny Lewin 和其他几位顶级研究人员一起尝试用数学问题解决网络拥堵问题。
他们使用数学算法，处理内容的动态路由安排，并最终解决了困扰 Internet 使用者的难题。后来，史隆管理学院的 MBA 学生 Jonathan Seelig 加入了 Leighton 的队伍中，从那以后他们开始实施自己的商业计划，最终于 1998 年 8 月 20 日正式成立公司，命名为 Akamai。
同年 1998 年，中国第一家 CDN 公司 ChinaCache 成立。
在接下来的20年中，CDN行业历经变革和持续发展，行业也涌现出很多云CDN厂商。腾讯CDN和阿里云CDN，而阿里云CDN是2008年从淘宝CDN起家，在2014年正式发展成为阿里云CDN的，它不仅为阿里巴巴集团所有子公司提供服务，同时也将自身的资源、技术以云计算的方式输出。
CDN的过程
使用CDN的方法很简单，只需要修改自己的DNS解析，设置一个CNAME指向CDN服务商即可。
用户访问未使用CDN缓存资源的过程为:
- 浏览器通过前面提到的过程对域名进行解析，以得到此域名对应的IP地址；
- 浏览器使用所得到的IP地址，向域名的服务主机发出数据访问请求；
- 服务器向浏览器返回响应数据
使用CDN后
当用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS系统会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。
CDN的DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户。
用户向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求。
CDN全局负载均衡设备根据用户IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，告诉用户向这台设备发起请求。
区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括：根据用户IP地址，判断哪一台服务器距用户最近；根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力。基于以上这些条件的综合分析之后，区域负载均衡设备会向全局负载均衡设备返回一台缓存服务器的IP地址。
全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给用户
用户向缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户终端。如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。
通俗点就是用户访问的资源原本是存放在你自己的服务器，通过修改DNS让用户根据IP等情况来选择合适的CDN缓存服务器来获取资源。
架构图
使用CDN后的http请求处理流程如下图：
假设网民是一个北京客户，那他所使用的 DNS 服务器去做递归的时会访问到CDN厂商的 GLB（Global Load Balance），它可以看到所访问的域名请求是来自于哪个 LDNS，根据一般人的使用习惯，网民所在位置和 LDNS 所在位置是一样的，因此 GLB 可以间接知道网民来自什么位置。
以上图为例，假如网民是一个北京联通的用户，它使用的 LDNS 地址也是北京联通的，而 LDNS 访问 GLB 也是北京联通的，则 GLB 则认为网民的位置在北京联通，那么会分配一个北京联通的 CDN 服务器地址给 LDNS，LDNS 将http:www.a.com解析出的 IP 地址返回给最终网民，那么在以后网民浏览器发起请求的时候，都会直接与北京联通的 CDN 节点进行流量通信，从而达到了加速的目的。
CDN的优点
这样做有什么好处呢？
- 本地Cache加速，加快访问速度
- 镜像服务，消除运营商之间互联的瓶颈影响，保证不同网络的用户都能得到良好的访问质量
- 远程加速，自动选择cache服务器
- 带宽优化，分担网络流量，减轻压力，
- 集群抗攻击
- 节约成本
Q & A
1.CDN加速是对网站所在服务器加速，还是对其域名加速？
CDN是只对网站的某一个具体的域名加速。如果同一个网站有多个域名，则访客访问加入CDN的域名获得加速效果，访问未加入CDN的域名，或者直接访问IP地址，则无法获得CDN效果。
2.CDN和镜像站点比较有何优势？
CDN对网站的访客完全透明，不需要访客手动选择要访问的镜像站点，保证了网站对访客的友好性。
CDN对每个节点都有可用性检查，不合格的节点会第一时间剔出，从而保证了极高的可用率，而镜像站点无法实现这一点。
CDN部署简单，对原站基本不做任何改动即可生效。
3.CDN和双线机房相比有何优势？
常见的双线机房只能解决网通和电信互相访问慢的问题，其它ISP（譬如教育网，移动网，铁通）互通的问题还是没得到解决。
而CDN是访问者就近取数据，而CDN的节点遍布各ISP，从而保证了网站到任意ISP的访问速度。另外CDN因为其流量分流到各节点的原理，天然获得抵抗网络攻击的能力。
4.CDN使用后，原来的网站是否需要做修改，做什么修改？
一般而言，网站无需任何修改即可使用CDN获得加速效果。只是对需要判断访客IP程序，才需要做少量修改。
5.为什么我的网站更新后，通过CDN后看到网页还是旧网页，如何解决？
由于CDN采用各节点缓存的机制，网站的静态网页和图片修改后，如果CDN缓存没有做相应更新，则看到的还是旧的网页。
为了解决这个问题，CDN管理面板中提供了URL推送服务，来通知CDN各节点刷新自己的缓存。
在URL推送地址栏中，输入具体的网址或者图片地址，则各节点中的缓存内容即被统一删除，并且当即生效。
如果需要推送的网址和图片太多，可以选择目录推送，输入 http://www.kkk.com/news 即可以对网站下news目录下所有网页和图片进行了刷新。
6.能不能让CDN不缓存某些即时性要求很高的网页和图片？
只需要使用动态页面，asp，php，jsp等动态技术做成的页面不被CDN缓存，无需每次都要刷新。或者采用一个网站两个域名，一个启用CDN，另外一个域名不用CDN，对即时性要求高的页面和图片放在不用CDN的域名下。
7.网站新增了不少网页和图片，这些需要使用URL推送吗？
后来增加的网页和图片，不需要使用URL推送，因为它们本来就不存在缓存中。
8.网站用CDN后，有些地区反映无法访问了，怎么办？
CDN启用后，访客不能访问网站有很多种可能，可能是CDN的问题，也可能是源站点出现故障或者源站点被关闭，还可能是访客自己所在的网络出现问题，甚至我们实际故障排除中，还出现过客户自己计算机中毒，导致无法访问网站。
客户报告故障时，可随时联系我们24小时技术部进行处理。
9.哪些情况不适用于CDN?
参考资料：
https://yq.aliyun.com/articles/577708?spm=a2c41.11181499.0.0
https://help.aliyun.com/document_detail/27101.html?spm=a2c4g.11186623.6.539.1MhOHs
