CDN它在互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的作用以及如何演變？

前言

許多文章介紹了流量大的解決方案，如高并發(fā)、秒殺等，并提到了緩存redis，新聞中間件等，今天介紹另一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，這就是一直隱姓埋名的CDN注意不要CSDN，而是CDN！其全稱(chēng)是ContentDeliveryNetwork，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

一、網(wǎng)絡(luò)耗時(shí)

當(dāng)用戶(hù)訪問(wèn)我們的系統(tǒng)時(shí)，他們會(huì)經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸，消耗時(shí)間；讓我們地方?jīng)Q定了時(shí)間。

1.服務(wù)器帶寬

網(wǎng)站服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬決定了訪問(wèn)速度和并發(fā)訪問(wèn)量

2.網(wǎng)絡(luò)骨干

互聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)途傳輸要道，出沒(méi)于IDC、骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等。“時(shí)延”和“擁塞”。

3.運(yùn)營(yíng)商

互聯(lián)網(wǎng)覆蓋四大運(yùn)營(yíng)商，各運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，各運(yùn)營(yíng)商之間的互聯(lián)帶寬成為瓶頸

4.最后一公里

用戶(hù)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)也分為不同的訪問(wèn)方式ADSL或FTTX以及帶寬；帶寬的方式不同，成本也不同。

二、控制延遲

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們獲得網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)，好感度隨著時(shí)間的推移而迅速下降。

0.1s：用戶(hù)幾乎感覺(jué)不到系統(tǒng)是否不連貫。

1.0s：用戶(hù)明顯注意到時(shí)延的發(fā)生，但是在該時(shí)間內(nèi)思維依然是連貫的。

10s：超過(guò)這段時(shí)間的延遲會(huì)使用戶(hù)失去等待的意愿。

控制延遲無(wú)疑是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要指標(biāo)。

三、CDN引入

在一般系統(tǒng)中，用戶(hù)訪問(wèn)包含圖片的網(wǎng)頁(yè)，CSS，JS靜態(tài)內(nèi)容和一些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息。設(shè)計(jì)得更好的系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)分離。

一旦用戶(hù)流量大，靜態(tài)資源服務(wù)器的壓力也很大，這些資源的特點(diǎn)不會(huì)經(jīng)常改變。一般來(lái)說(shuō)，它涉及到不會(huì)改變的資源。我們能想到的是使用緩存技術(shù)來(lái)增加系統(tǒng)的吞吐量和抗壓性。

每個(gè)系統(tǒng)都應(yīng)該考慮用戶(hù)延遲的體驗(yàn)。結(jié)合上述需求，在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中引入CDN這個(gè)技術(shù)。

CDN在轉(zhuǎn)發(fā)、傳輸、鏈路抖動(dòng)等條件下，盡量減少資源順利保證信息的連貫性。

適用于網(wǎng)站加速、點(diǎn)播、直播等場(chǎng)景，解決分布、帶寬、服務(wù)器性能帶來(lái)的訪問(wèn)延遲問(wèn)題。用戶(hù)可以在附近獲取所需內(nèi)容并解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠，提高用戶(hù)訪問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度和成功率。

四、CDN流程

主要流程如下：

1.用戶(hù)輸入瀏覽器www.mubashirfilms.com瀏覽器第一次發(fā)現(xiàn)沒(méi)有本地域名dns緩存，則向網(wǎng)站的DNS服務(wù)器請(qǐng)求；

2.網(wǎng)站的DNS設(shè)置了域名解析器CNAME，指向了www.mubashirfilms.com(即請(qǐng)求指向CDN智能網(wǎng)絡(luò)DNS負(fù)載均衡系統(tǒng))

3.智能DNS負(fù)載平衡系統(tǒng)分析域名，對(duì)用戶(hù)響應(yīng)最快IP節(jié)點(diǎn)返回給用戶(hù)；

4.用戶(hù)向該IP節(jié)點(diǎn)（CDN服務(wù)器)發(fā)出請(qǐng)求；

5.因?yàn)槭堑谝淮卧L問(wèn)，CDN服務(wù)器向源web網(wǎng)站要求數(shù)據(jù)并緩存內(nèi)容；

6.請(qǐng)求結(jié)果發(fā)給用戶(hù)。

核心技術(shù)點(diǎn)CNAME映射，上面流程的總結(jié)就是，用戶(hù)發(fā)起域名請(qǐng)求，DNS會(huì)選擇最近CDNS節(jié)點(diǎn)直接給用戶(hù)CDN在節(jié)點(diǎn)上獲取數(shù)據(jù)。

五、CDN節(jié)點(diǎn)

每個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)由負(fù)載均衡設(shè)備和高速緩存服務(wù)器兩部分組成

負(fù)載均衡設(shè)備負(fù)責(zé)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)Cache負(fù)載平衡，保證節(jié)點(diǎn)的工作效率；同時(shí)，負(fù)載平衡設(shè)備還負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)和周?chē)h(huán)境的信息，并與整體負(fù)載保持一致DNS通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載平衡。

高速緩存服務(wù)器（Cache）負(fù)責(zé)存儲(chǔ)客戶(hù)網(wǎng)站的大量信息，響應(yīng)當(dāng)?shù)赜脩?hù)的訪問(wèn)請(qǐng)求，就像一個(gè)靠近用戶(hù)的網(wǎng)站服務(wù)器一樣。

CDN管理系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證。它不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)和設(shè)備，對(duì)各種故障發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的總流量和節(jié)點(diǎn)流量，并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便網(wǎng)絡(luò)管理人員進(jìn)一步分析。

總結(jié)

CDN引入大大提高了系統(tǒng)的吞吐量和用戶(hù)體驗(yàn)；它還起到數(shù)據(jù)備份的作用。然而，也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，特別是緩存信息，有時(shí)信息會(huì)更新，CDN節(jié)點(diǎn)信息或舊數(shù)據(jù)。

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