CDN是什么东西 | 青训营笔记

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基本的资源分发

当一个用户想访问一个网站的时候,指定这个网站的域名,DNS 就会将这个域名解析为地址,然后用户请求这个地址,返回一个网页。就像你要买个东西,首先要查找商店的位置,然后去商店里面找到自己想要的东西,最后拿着东西回家。这是访问网站并分发资源的基本逻辑。但是这种分发方式有没有进一步优化的可能呢?如果用户需要更高的下载速度,更快的浏览体验,改怎么做呢?

CDN

我们学到了一个新的系统,叫CDN。他的思想其实就想现在的很多快递公司在各地建仓库那样,在多个数据中心安置服务器,存放资源的缓存,从而能够在逻辑上更快的分发资源。

全球有这么多的数据中心,无论在哪里上网,临近不远的地方基本上都有数据中心。是不是可以在这些数据中心里部署几台机器,形成一个缓存的集群来缓存部分数据,那么用户访问数据的时候,就可以就近访问了呢?

当然是可以的。这些分布在各个地方的各个数据中心的节点,就称为边缘节点。

由于边缘节点数目比较多,但是每个集群规模比较小,不可能缓存下来所有东西,因而可能无法命中,这样就会在边缘节点之上。有区域节点,规模就要更大,缓存的数据会更多,命中的概率也就更大。在区域节点之上是中心节点,规模更大,缓存数据更多。如果还不命中,就只好回源网站访问了。CDN 系统的缓存,也是一层一层的,能不访问后端真正的源,就不打扰它。这也是电商网站物流系统的思路,北京局找不到,找华北局,华北局找不到,再找北方局。

有无CDN的区别

在没有 CDN 的情况下

用户向浏览器输入 www.baidu.com 这个域名,客户端访问本地 DNS 服务器的时候,如果本地 DNS 服务器有缓存,则返回网站的地址;如果没有,递归查询到网站的权威 DNS 服务器,这个权威 DNS 服务器是负责 baidu.com 的,它会返回网站的 IP 地址。本地 DNS 服务器缓存下 IP 地址,将 IP 地址返回,然后客户端直接访问这个 IP 地址,就访问到了这个网站。

然而有了 CDN 之后,情况发生了变化。在 baidu.com 这个权威 DNS 服务器上,会设置一个 CNAME 别名,指向另外一个域名 www.baidu.cdn.com,返回给本地 DNS 服务器。

当本地 DNS 服务器拿到这个新的域名时,需要继续解析这个新的域名。这个时候,再访问的就不是 baiud.com 的权威 DNS 服务器了,而是 baidu.cdn.com 的权威 DNS 服务器,这是 CDN 自己的权威 DNS 服务器。在这个服务器上,还是会设置一个 CNAME,指向另外一个域名,也即 CDN 网络的全局负载均衡器。

接下来,本地 DNS 服务器去请求 CDN 的全局负载均衡器解析域名,全局负载均衡器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;

  • 用户所处的运营商;

  • 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的内容;

  • 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,进行综合分析之后,全局负载均衡器会返回一台缓存服务器的 IP 地址。

本地 DNS 服务器缓存这个 IP 地址,然后将 IP 返回给客户端,客户端去访问这个边缘节点,下载资源。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,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。