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web网站加速之CDN(Content Delivery Network)技术原理
1. CDN 概述
CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的CACHE(缓存)层，将网站的内容发布到最接近用户的网络"边缘"的节点，使用户可以就近取得所需的内容，提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因，提高用户访问网站的响应速度。
Cache层的技术，消除数据峰值访问造成的结点设备阻塞。Cache服务器具有缓存功能，所以大部分网页对象（Web page object）,如html, htm, php等页面文件，gif,tif,png,bmp等图片文件，以及其他格式的文件，在有效期（TTL）内，对于重复的访问，不必从原始网站重新传送文件实体, 只需通过简单的认证（Freshness Validation）- 传送几十字节的Header，即可将本地的副本直接传送给访问者。由于缓存服务器通常部署在靠近用户端，所以能获得近似局域网的响应速度，并有效减少广域带宽的消耗。不仅能提高响应速度，节约带宽，对于加速Web服务器，有效减轻源服务器的负载是非常有效的。
根据加速对象不同，分为 客户端加速 和 服务器加速
客户端加速 : Cache部署在网络出口处，把常访问的内容缓存在本地，提高响应速度和节约带宽；
服务器加速 : Cache部署在服务器前端，作为Web服务器的代理缓存机，提高Web服务器的性能，加速访问速度
如果多台Cache加速服务器且分布在不同地域，需要通过有效地机制管理Cache网络，引导用户就近访问(比如通过DNS引导用户)，全局负载均衡流量，这是CDN内容传输网络的基本思想.
CDN对网络的优化作用主要体现在如下几个方面 - 解决服务器端的“第一公里”问题 - 缓解甚至消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响 - 减轻了各省的出口带宽压力 - 缓解了骨干网的压力 - 优化了网上热点内容的分布
2. CDN 的工作原理
2.1. 传统访问过程(未加速缓存服务)
我们先看传统的未加缓存服务的访问过程，以便了解CDN缓存访问方式与未加缓存访问方式的差别：
由上图可见，用户访问未使用CDN缓存网站的过程为:
用户输入访问的域名,操作系统向 LocalDns 查询域名的ip地址.
LocalDns向 ROOT DNS 查询域名的授权服务器(这里假设LocalDns缓存过期)
ROOT DNS将域名授权dns记录回应给 LocalDns
LocalDns得到域名的授权dns记录后,继续向域名授权dns查询域名的ip地址
域名授权dns 查询域名记录后，回应给 LocalDns
LocalDns 将得到的域名ip地址，回应给 用户端
用户得到域名ip地址后，访问站点服务器
站点服务器应答请求，将内容返回给客户端.
2.2. CDN访问过程(使用缓存服务)
CDN网络是在用户和服务器之间增加Cache层，主要是通过接管DNS实现,将用户的请求引导到Cache上获得源服务器的数据
下面让我们看看访问使用CDN缓存后的网站的过程：
通过上图，我们可以了解到，使用了CDN缓存后的网站的访问过程变为：
用户输入访问的域名,操作系统向 LocalDns 查询域名的ip地址.
LocalDns向 ROOT DNS 查询域名的授权服务器(这里假设LocalDns缓存过期)
ROOT DNS将域名授权dns记录回应给 LocalDns
LocalDns得到域名的授权dns记录后,继续向域名授权dns查询域名的ip地址
域名授权dns 查询域名记录后(一般是CNAME)，回应给 LocalDns
LocalDns 得到域名记录后,向智能调度DNS查询域名的ip地址
智能调度DNS 根据一定的算法和策略(比如静态拓扑，容量等),将最适合的CDN节点ip地址回应给 LocalDns
LocalDns 将得到的域名ip地址，回应给 用户端
用户得到域名ip地址后，访问站点服务器
CDN节点服务器应答请求，将内容返回给客户端.(缓存服务器一方面在本地进行保存，以备以后使用，二方面把获取的数据返回给客户端，完成数据服务过程)
通过以上的分析我们可以得到，为了实现对普通用户透明(使用缓存后用户客户端无需进行任何设置)访问，需要使用DNS(域名解析)来引导用户来访问Cache服务器，以实现透明的加速服务. 由于用户访问网站的第一步就是 域名解析 ,所以通过修改dns来引导用户访问是最简单有效的方式.