Полное название CDN — Content Delivery Network, то есть Content Delivery Network. Поскольку CDN представляет собой сетевой оверлейный уровень, оптимизированный для ускорения доступа к сети, его ярко называют «сетевым ускорителем».
CDN может повысить скорость и стабильность доступа пользователей к сетевым ресурсам и снизить нагрузку на исходные серверы.
1. Введение в CDN
Главная мысль:Максимально избегайте узких мест и ссылок, которые могут повлиять на скорость и стабильность передачи данных в Интернете, чтобы передача контента была более быстрой и стабильной.
Реализация:Размещая по всей сетиУзловой серверслой поверх существующего ИнтернетаУмная виртуальная сеть, система CDN может в режиме реального времениподключение и нагрузкаситуацию и пользователюрасстояниеа такжеВремя откликаДождитесь полной информации, чтобы обновить запрос пользователяНаправляет на ближайший к пользователю сервисный узелдля ускорения доступа.
Цель:позволить пользователям就近Получите необходимый контент, разрешите ситуацию с перегрузкой интернет-сети и улучшите доступ пользователя к веб-сайту.响应速度.
Преимущество:
- Узлы CDN решают проблему межоператорского и межрегионального доступа, а задержка доступа значительно сокращается;
- Большинство запросов выполняются на граничных узлах CDN, а CDN играет роль в разгрузке, снижая нагрузку на исходный сайт.
2. Базовый рабочий процесс CDN
прежде всегоНе используйте CDNПоток в случае:
- Пользователи вводят доменное имя веб-сайта, который они хотят посетить, в своем браузере.
- Браузер запрашивает разрешение доменного имени с локального DNS-сервера.
- Если результат разрешения этого доменного имени кэшируется на локальном DNS-сервере, он будет напрямую отвечать на запрос пользователя о разрешении.
- Если на локальном DNS-сервере нет кеша результата разрешения доменного имени, вся система DNS запрашивается для разрешения рекурсивным образом, а результат возвращается в браузер после получения ответа.
- Браузер получает результат разрешения доменного имени, который является IP-адресом сервисного устройства, соответствующего доменному имени.
- Браузер запрашивает контент с сервера.
- Сервер передает контент, запрошенный пользователем, в браузер.
когдаCDN используетсяКогда DNS-сервер преобразует доменное имя в IP-адрес кэш-сервера соответствующего узла в соответствии с IP-адресом пользователя, пользователь может получить доступ поблизости. Веб-сайты, использующие службы CDN, должны только передать свои права на разрешение доменных имен устройству глобальной балансировки нагрузки CDN (GSLB) и внедрить контент для распространения в CDN для ускорения контента.
- Когда пользователь щелкает URL-адрес содержимого на странице веб-сайта,местныйразрешение системы DNS, система DNS, наконец, передаст право разрешения доменного имени
CNAMEВыделенный DNS-сервер CDN, на который нужно указать. - DNS-сервер CDN будетУстройство глобальной балансировки нагрузки
IPАдрес возвращается пользователю. - Пользователь инициирует запрос доступа по URL-адресу содержимого к глобальному устройству балансировки нагрузки CDN.
- Глобальное устройство балансировки нагрузки CDN выбирает региональное устройство балансировки нагрузки в регионе, к которому принадлежит пользователь, на основе IP-адреса пользователя и URL-адреса содержимого, запрошенного пользователем, и сообщает пользователю инициировать запрос к этому устройству.
- После всестороннего анализа следующих условий региональное устройство балансировки нагрузки вернет IP-адрес кэш-сервера глобальному устройству балансировки нагрузки:
- По IP-адресу пользователя определить, какой сервер ближе всего к пользователю;
- В соответствии с именем контента, содержащимся в URL-адресе, запрошенном пользователем, определить, на каком сервере находится контент, требуемый пользователем;
- Запросите текущую загрузку каждого сервера, чтобы определить, какой сервер все еще имеет сервисные возможности.
- Устройство глобальной балансировки нагрузки возвращает пользователю IP-адрес сервера.
- Пользователь инициирует запрос к кэш-серверу, и кэш-сервер отвечает на запрос пользователя и передает контент, требуемый пользователем, на пользовательский терминал. Если на этом кэш-сервере нет контента, который хочет пользователь, и региональное балансировочное устройство по-прежнему назначает его пользователю, то сервер будет запрашивать контент со своего кэш-сервера верхнего уровня до тех пор, пока его нельзя будет отследить до исходного сервера. сайта Извлекайте контент локально.
3. Роль CDN
Конечно, наиболее часто используемая функция CDN加速, но есть и другие особенности.
1. Ускорить доступ
CDN может позволить пользователям получать желаемый контент поблизости, уменьшить перегрузку сети и повысить скорость отклика и количество попаданий пользователей.
Он также обеспечивает ускорение на стороне сервера для решения проблемы перегрузки сервера, вызванной большим количеством посещений пользователей;
2. Обеспечение межоператорского и межрегионального сетевого покрытия
Различные факторы, такие как отсутствие межсетевого соединения, региональные ограничения интернет-провайдеров и ограниченная пропускная способность для экспорта, вызывают региональную недоступность веб-сайта.
Ускорение CDN может охватывать глобальные линии, сотрудничая с операторами, развертывая ресурсы IDC и разумно развертывая пограничные узлы хранения CDN у провайдеров магистральных узлов по всей стране, полностью используя ресурсы пропускной способности и балансируя трафик исходного сайта.
3. Обеспечьте безопасность вашего сайта
Балансировка нагрузки и технология распределенного хранения CDN могут повысить надежность веб-сайта и фактически добавить защитный зонтик к вашему веб-сайту для борьбы с подавляющим большинством интернет-атак. Система защиты от атак также может предотвратить злонамеренные атаки на веб-сайт.
4. Удаленное резервное копирование
Когда сервер неожиданно выйдет из строя, система вызовет другие близлежащие исправные серверные узлы для обслуживания, тем самым обеспечив надежность, близкую к 100%, что позволит вашему веб-сайту никогда не выйти из строя.
5. Экономия затрат
может преодолетьнеравномерное размещение сайтовИспользование ускорения CDN позволяет реализовать общенациональное развертывание веб-сайта. Вам не нужно рассматривать покупку сервера и последующую эксплуатацию и обслуживание хостинга, зеркальную синхронизацию между серверами, и вам не нужно беспокоиться об управлении и обслуживании технических специалистов, и это может снизить затраты на создание и обслуживание самого веб-сайта.
6. Позвольте вам больше сосредоточиться на самом бизнесе
Производители ускорения CDN обычно предоставляют комплексные услуги.Бизнес не ограничивается CDN, но также поддерживает облачное хранилище, сервисы больших данных, облачные сервисы видео и т. д. открыть в любое время, вы можете быть уверены в использовании. И вкладывать больше энергии в развитие собственного основного бизнеса.
В-четвертых, принцип работы CDN
Основной принцип CDN заключается в широком использовании различных кэш-серверов и распределении этих кэш-серверов по регионам или сетям, где доступ пользователей относительно сконцентрирован.Когда пользователи посещают веб-сайт, используется технология глобальной загрузки, чтобы направить доступ пользователя к ближайшему рабочему серверу. обычный кеш.На сервере кеш-сервер напрямую отвечает на запросы пользователей.
1. Процесс доступа пользователя к ресурсам cdn
- Пользователь вводит доменное имя www.web.com в браузер, и браузер сначала обнаруживает, что локального кэша DNS нет, и запрашивает его с DNS-сервера веб-сайта;
- Преобразователь доменного имени DNS веб-сайта настроен на CNAME, который указывает на www.web.51cdn.com, а запрос указывает на интеллектуальную систему балансировки нагрузки DNS в сети CDN;
- Интеллектуальная система балансировки нагрузки DNS разрешает доменное имя и возвращает IP-узла (сервер CDN) с самым быстрым ответом пользователю на пользователя;
- Пользователь отправляет запрос на IP-узел (сервер CDN);
- Поскольку это первое посещение, сервер CDN запросит исходный веб-сайт и кэширует содержимое;
- Результат запроса отправляется пользователю.
2. Основные возможности cdn
- Ускорение локального кэшаУлучшить скорость доступа к корпоративным сайтам (особенно сайтам с большим количеством картинок и статических страниц), а также значительно повысить стабильность вышеупомянутых сайтов.
- зеркальный сервисЭто устраняет влияние, вызванное узким местом взаимосвязи между различными операторами, реализует ускорение сети между операторами и гарантирует, что пользователи в разных сетях могут получить хорошее качество доступа.
- дистанционное ускорениеПользователи удаленного доступа интеллектуально автоматически выбирают сервер кэширования в соответствии с технологией балансировки нагрузки DNS, выбирают самый быстрый сервер кэширования и ускоряют удаленный доступ.
- Оптимизация пропускной способностиАвтоматически генерировать удаленный Зеркальный (зеркальный) кеш-сервер сервера, считывать данные с кеш-сервера при доступе удаленных пользователей, уменьшать пропускную способность удаленного доступа, разделять сетевой трафик и снижать нагрузку на исходный веб-сервер сайта.
- Кластерная защита от атакШироко распределенные узлы CDN и интеллектуальный механизм резервирования между узлами могут эффективно предотвращать вторжение хакеров и снижать влияние различных D.D.o.S-атак на веб-сайт, обеспечивая при этом более высокое качество обслуживания.
Пять, оптимизация сети CDN:
- Решение проблемы «первой мили» на стороне сервера
- Смягчить или даже устранить влияние узких мест во взаимосвязи между различными операторами.
- Смягчить давление на экспортную пропускную способность провинций
- Сбросьте нагрузку на магистральную сеть
- Оптимизировано распространение горячего онлайн-контента
первый километрЭто относится к первому выходу трафика World Wide Web к пользователям, и это пропускная способность, которая может быть обеспечена связью сервера веб-сайта с Интернетом. Эта пропускная способность определяет скорость доступа и одновременный трафик, который веб-сайт может предоставить пользователям. Если бизнес занят, чем больше пользователей посещают, тем серьезнее перегруженность, веб-сайт будет терять пользователей, когда им больше всего нужно предоставлять услуги пользователям.
одна миля в серединеПредставляет транспортную сеть между узлами в Интернете.
Последняя миляПоследний сегмент канала доступа, по которому трафик Всемирной паутины доставляется пользователю.
6. Сценарии применения CDN
1. Ускорение сайта/приложения
Для ускорения раздачи большого количества статических ресурсов на сайте или в приложении рекомендуется отделить контент сайта от статического и динамического.Динамические файлы можно комбинировать с ECS облачного сервера.Статические ресурсы типа различных типов изображений, файлов html, css и js рекомендуется сочетать с хранилищем объектов OSS для хранения больших статических ресурсов, которые могут эффективно ускорить скорость загрузки контента и легко распространять контент, такой как изображения веб-сайтов и короткие видеоролики.
2. Видео и аудио по запросу/ускорение загрузки и распространения больших файлов
Поддерживает загрузку и распространение различных файлов, поддерживает онлайн-сервисы ускорения по запросу, такие как видеофайлы mp4, flv или средний размер одного файла более 20 МБ, основными бизнес-сценариями являются видео и аудио по запросу, загрузка больших файлов ( например, загрузка установочного пакета) и т. д. Рекомендуется использовать его с хранилищем объектов OSS, что может повысить скорость обратной связи и сэкономить почти 2/3 стоимости полосы пропускания обратной связи.
3. Ускорение живого видео (во внутреннем тестировании)
Служба потоковой передачи видео в реальном времени, поддерживающая интегрированные решения для хранения медиаресурсов, транскодирования фрагментов, аутентификации доступа и ускорения распространения контента. В сочетании со службой эластичного масштабирования пропускная способность сервера может быть отрегулирована вовремя, чтобы справиться с внезапным трафиком доступа; в сочетании со службой транскодирования мультимедиа вы можете наслаждаться высокоскоростным и стабильным параллельным транскодированием, а масштаб задач может быть плавно расширен. В настоящее время ускорение прямых трансляций CDN протестировано и оптимизировано внутренними пользователями и скоро будет запущено.
4. Ускорение мобильного приложения
Распространение файла обновления мобильного приложения (файла apk), оптимизированное и ускоренное распространение изображений, страниц, коротких видеороликов, пользовательского контента и другого контента в мобильном приложении. Предоставляйте службу httpDNS, избегайте перехвата DNS и получайте точные результаты разрешения DNS в режиме реального времени, эффективно сокращайте время доступа пользователей и улучшайте взаимодействие с пользователем.
7. Кэш CDN
кэш空间换时间Идея использовать избыточное пространство в обмен на более высокую скорость доступа.
- Когда не используется кеш cdn
Все пользователи имеют прямой доступ к исходному серверу
- При использовании кэша cdn
Браузер клиента сначала проверяет, не истек ли срок действия локального кеша. Если он истек, он инициирует запрос к пограничному узлу CDN. Пограничный узел CDN определяет, истек ли срок действия кеша данных, запрошенных пользователем. истек, он будет напрямую отвечать на запрос пользователя. Когда полный http-запрос заканчивается, если срок действия данных CDN истек, CDN также необходимо отправить запрос обратно к источнику на исходный сайт, чтобы получить последние данные.
Преимущества кэша:Функция разгрузки CDN не только снижает задержку доступа пользователей, но и снижает нагрузку на исходный сайт.
недостаток:При обновлении веб-сайта, если данные на узле CDN не обновляются вовремя, даже если пользователь использует Ctrl+F5 в браузере для аннулирования кеша на стороне браузера, доступ пользователя будет ненормальным, поскольку пограничный узел CDN не синхронизирует последние данные.
Восьмое, решение для обновления кеша CDN
- Параметр URL-адреса ресурса плюс отметка времени
Параметры URL имеют отметку времени, и отметка времени обновляется при каждом обновлении, чтобы пограничный узел cdn мог снова синхронизировать последние данные исходного сервера.
http://www.cdn.com/static/images/test.png # 没加时间戳
http://www.cdn.com/static/images/test.png?_t=202012290910 # 加了时间戳
- Позвоните по телефону, предоставленному поставщиком услуг cdnочистить кешинтерфейс
Пограничный узел CDN прозрачен для разработчика. По сравнению с принудительным обновлением браузера Ctrl+F5 для аннулирования локального кеша браузера, разработчик может очистить кеш пограничного узла CDN через интерфейс «обновления кеша», предоставляемый поставщиком услуг CDN. , цель.
Таким образом, после обновления данных разработчик может использовать функцию «обновления кеша», чтобы принудительно истечь срок действия кеша данных на узле CDN, чтобы гарантировать, что клиент может извлекать самые последние данные при доступе.
Семь, состав кдн
1. Архитектура развертывания
Основная цель проектирования системы CDN состоит в том, чтобыСокращение времени отклика пользователя на доступ, для достижения этой цели система CDN должна стараться размещать контент, который нужен пользователямХранится в месте, ближайшем к пользователю. Другими словами, устройство кэширования, отвечающее за предоставление услуг контента пользователям, должно быть развернуто на физическом краю сети, который мы называем этим уровнем.CDN边缘层. Состав устройств, отвечающих за глобальное управление и контроль в системе CDN中心层, центральный уровень одновременно сохраняет наибольшее количество копий контента. Когда устройство пограничного уровня не срабатывает, оно запрашивает центральный уровень. Если центральный уровень по-прежнему не срабатывает, центральный уровень должен вернуться на исходную станцию.
Существуют различия в дизайне различных систем CDN: центральный уровень может иметь возможности обслуживания пользователей, а может и не предоставлять услуги напрямую, а только предоставлять контент узлам более низкого уровня. Если масштаб сети CDN велик, устройство на граничном уровне, напрямую запрашивающее контент или услуги с центрального уровня, вызовет чрезмерную нагрузку на устройства на центральном уровне.区域层, отвечает за управление и контроль области, а также сохраняет некоторые копии содержимого для доступа к пограничному слою.
На рисунке представлена схема типичного трехуровневого развертывания системы CDN:
2. Состав оборудования
Функциональные объекты, входящие в сеть CDN, в основном состоят из следующих частей:
- Устройство для кэширования контента
- обмен контентом
- контент-маршрутизатор
- Система управления контентом CDN
1. Устройство для кэширования контента
Контент кэшируется какФестиваль сети CDNТочка, расположенная в точке доступа пользователя, представляет собой устройство для предоставления контента конечным пользователям.Он может кэшировать статический веб-контент и потоковый медиа-контент, а также реализовывать распространение и хранение контента на периферии, чтобы пользователи могли получить к нему доступ поблизости.
2. Обмен контентом
Обмен контентом находится вТочка доступа пользователя, который может балансировать нагрузку нескольких устройств кэширования контента в одной точке, а также выполнять балансировку нагрузки кэша и контроль доступа к контенту.
3. Контент-маршрутизатор
Контент-маршрутизатор отвечает за маршрутизацию запроса пользователя.отправка на соответствующее устройствоначальство.
Маршрутизация контента обычно реализуется через систему балансировки нагрузки, которая динамически балансирует распределение нагрузки каждого сайта кэша контента, выбирает лучший сайт доступа для запросов пользователей и повышает доступность сайта.
Маршрутизаторы контента могут выполнять маршрутизацию на основе множества факторов, включая близость сайта к пользователям, доступность контента, загрузку сети, состояние оборудования и многое другое.
Система балансировки нагрузки является ядром всей CDN. Точность и эффективность балансировки нагрузки напрямую определяют эффективность и производительность всей CDN.
4. Система управления контентом
Система управления контентом отвечает за всю CDNуправлять,Дадополнительные части, роль заключается в управлении контентом, таким как вставка и публикация контента, распространение контента, аудит контента, службы контента и т. д.