這里寫目錄標題

• 1. CDN的產生及作用
• • 1. 2. CDN（Content Delivery Network），即內容分發網絡
• 2.訪問源站的過程（DNS）
• • 2.1DNS的記錄類型（以阿里云為例）
  • 2.2通過CDN獲取緩存內容的過程
• 3 CDN的網絡架構
• 4 CDN相關術語
• 5 CDN應用場景
• • 5.1 網頁站點加速
  • 5.2 下載加速
  • 5.3 視頻點播
  • 5.4 視頻直播
  • 5.5 移動加速
• 6 阿里云CDN實踐
• • 6.1 使用CDN
  • 6.2 開通CDN服務
  • 6.3 添加加速域名
  • 6.4 配置CNAME
  • 6.5 服務管理
  • 6.6 刷新預熱
• 7 域名管理
• • 7.1 回源配置
  • 7.2 緩存配置
  • 7.3 訪問控制
  • 7.3 性能優化
  • 7.4 視頻相關

1. CDN的產生及作用

隨著時代的發展，網民數量增多，訪問路徑過長，所以當用戶與網站之間的鏈路被突發的大流量數據擁塞時，不同地區的用戶訪問網站的響應速度存在差異,為了提高用戶訪問的響應速度、優化現有Internet中信息的流動,需要在用戶和服務器間加入中間層CDN。
CDN將內容推送到網絡邊緣，大量的用戶訪問被分散在網絡邊緣，不再構成網站出口、互聯互通點的資源擠占，也不再需要跨越長距離IP路由，即減少了源服務器的資源占用，企業大大提升了用戶訪問的響應時間，從而使用戶能以最快的速度，從最接近用戶的地方獲得所需的信息，徹底解決網絡擁塞，提高響應速度。

1. 2. CDN（Content Delivery Network），即內容分發網絡

其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的CACHE(緩存)層，將網站的內容發布到最接近用戶的網絡”邊緣“的節點，使用戶可以就近取得所需的內容，提高用戶訪問網站的響應速度。從技術上全面解決由于網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等原因，提高用戶訪問網站的響應速度

2.訪問源站的過程（DNS）

在瀏覽器中輸入www.baidu.com，最終會將該域名解析為一個IP地址。
DNS：域名系統，Domain Name System，核心作用就是就是將一個域名解析為IP地址。

（1）客戶端首先會在本機的hosts文件和hosts緩存中查找該域名對應的IP地
址；
（2）如果本機中沒有此信息，則會到我們的 本地DNS 進行詢問該域名對應的IP地址；
（3）如果本地DNS中仍然沒有該域名的IP信息時，則會由本地DNS依次向 根 DNS 、 頂級域DNS 、 權威DNS 進行詢問，最終 本地DNS 將IP地址發送給客戶端。
（4）客戶端通過IP地址向遠程的源站服務器發出HTTP請求并獲取相應的數據內容。以上是通過DNS的 迭代解析 模式獲取域名對應的IP地址并發送HTTP請求的過程。源站的提供商通過配置權威DNS將源站的域名與提供服務的服務器主機進行綁定，使客戶端通過DNS服務可以順利地獲取源站域名對應的IP地址并通過IP地址與源站進行通信。

2.1DNS的記錄類型（以阿里云為例）

在DNS系統中，最常見的資源記錄方式是Internet類記錄，該記錄由包含4個字段的數據構成：Name、Value、Type、TTL。其中Name和Value可以理解為一對鍵值對，但是其具體含義取決于Type的類型，TTL記錄了該條記錄應當從緩存中刪除的時間。在資源記錄的類型中中，最為常見且重要的類型Type主要有：

• A記錄（Address）
  A記錄用于描述目標域名到IP地址的映射關系，將目標域名與A記錄的Name字段進行匹配，將成功匹配的記錄的Value字段的內容（IP地址）輸出到DNS回應報文中。
  
• NS記錄（Name Server）
  NS記錄用于描述目標域名到負責解析該域名的DNS的映射關系，根據目標域名對NS記錄的Name字段進行匹配，將成功匹配的記錄的Value字段（負責解析目標域名的DNS的IP地址）輸出到DNS回應報文中。
• CNAME記錄
  CNAME記錄用于描述目的域名和別名的對應關系，如果說A記錄可以將目標域名轉換為對應主機的IP地址，那么CNAME記錄則可以將一個域名（別名）轉換為另一個域名，如果多條CNAME記錄指向同一個域名，則可以將多個不同的域名的請求指向同一臺服務器主機。并且，CNAME記錄通常還對應了一條A記錄，用于提供被轉換的域名的IP地址。
  
  

2.2通過CDN獲取緩存內容的過程

CDN將我們對源站的請求導向了距離用戶較近的最優緩存節點，而非源站。
下圖所示是通過CDN進行請求響應的過程圖。通過圖中可以看出：

在DNS解析域名時新增了一個 全局負載均衡系統（GSLB），GSLB的主要功能是根據用戶的本地DNS（通常距離用戶的物理位置較近）的IP地址判斷用戶的位置，篩選出距離用戶較近的本地負載均衡系統（SLB） ，并將該SLB的IP地址作為結果返回給本地DNS。

SLB主要負責判斷 緩存服務器集群 中是否包含用戶請求的資源數據，如果緩
存服務器中存在請求的資源，則根據緩存服務器集群中節點的健康程度、負載量、連接數等因素篩選出最優的緩存節點，并將HTTP請求重定向到最優的緩存節點上。

GSLB ：Global Server Load Balancing，全局負載均衡服務器。
SLB(Server load balancing)：負載均衡服務器是對集群內物理主機的負載均
衡，而GSLB是對物理集群的負載均衡。

為了更清晰地說明CDN的工作原理，下面以客戶端發起對"www.edu.lagou.co
m/index.html"的HTTP請求為例進行說明：

用戶發起對"www.edu.lagou.com/index.html"的HTTP請求，首先需要通過本地DNS通過"迭代解析"的方式獲取域名"edu.lagou.com"的IP地址；

如果本地DNS的緩存中沒有該域名的記錄，則向 根DNS 發送DNS查詢報文；

根DNS 發現域名的前綴為"com"，則給出負責解析 com 的 頂級DNS 的IP地址；

本地DNS向 頂級DNS 發送DNS查詢報文；

頂級DNS 發現域名的前綴為"lagou.com"，在本地記錄中查找負責該前綴的權威DNS 的IP地址并進行回復；

本地DNS向 權威DNS 發送DNS查詢報文；

權威DNS查找到一條NAME字段為"edu.lagou.com"的 CNAME記錄 （由服務提供者配置，阿里云、網宿科技該記錄的Value字段為"www.baidu.com/"；并且還找到另一條NAME字段為"www.baidu.com/"的A記錄（域名–>IP），該記錄的Value字段為GSLB的IP地址；

本地DNS向GSLB發送DNS查詢報文；

GSLB根據 本地DNS 的IP地址判斷用戶的大致位置為北京，篩選出位于海淀區且綜合考量最優的SLB的IP地址填入DNS回應報文，作為DNS查詢的最終結果；

本地DNS回復客戶端的DNS請求，將上一步的IP地址作為最終結果回復給客戶端；

客戶端根據IP地址向SLB發送HTTP求：“https://www.baidu.com//index.html”；

SLB綜合考慮緩存服務器集群中各個節點的資源限制條件、健康度、負載情況等因素，篩選出最優的緩存節點后回應客戶端的HTTP請求（狀態碼為302，重定向地址為最優緩存節點的IP地址）；

客戶端接收到SLB的HTTP回復后，重定向到該緩存節點上；

緩存節點判斷請求的資源是否存在、過期，將緩存的資源直接回復給客戶端，否則到源站進行數據更新再回復
一個普通的DNS請求：
① 用戶提交域名
② 客戶端解析域名
③ DNS服務器解析出IP
④ 客戶端請求IP
⑤ 返回結束
加入了GSLB的請求：
① 提交域名
② 客戶端解析域名
③ NS（name server，將域名解析到另一個）解析到GSLB
④ GSLB解析并返回IP
⑤ 客戶端請求IP
⑥ 返回結束

3 CDN的網絡架構

CDN網絡架構主要由兩大部分，分為中心和邊緣兩部分:
中心指CDN網關中心和DNS重定向解析中心，負責全局負載均衡，設備系統
安裝在管理中心機房。邊緣主要指異地節點，CDN分發的載體，主要由Cache和負載均衡器等組成。
中心：CDN網關中心、DNS重定向解析中心
邊緣：Cache、負載均衡器

當用戶訪問加入CDN服務的網站時，域名解析請求將最終交給全局負載均衡
DNS進行處理。全局負載均衡DNS通過一組預先定義好的策略，將當時最接近
用戶的節點地址提供給用戶，使用戶能夠得到快速的服務。同時，它還與分布 在世界各地的所有CDN節點保持通信，搜集各節點的通信狀態，確保不將用戶
的請求分配到不可用的CDN節點上，實際上是通過DNS做全局負載均衡。
對于普通的Internet用戶來講，每個CDN節點就相當于一個放置在它周圍的
WEB。通過全局負載均衡DNS的控制，用戶的請求被透明地指向離他最近的節
點，節點中CDN服務器會像網站的原始服務器一樣，響應用戶的請求。由于它 離用戶更近，因而響應時間必然更快。
每個CDN節點由兩部分組成：負載均衡設備和高速緩存服務器 負載均衡設備負責每個節點中各個Cache的負載均衡，保證節點的工作效率；
同時，負載均衡設備還負責收集節點與周圍環境的信息，保持與全局負載DNS 的通信，實現整個系統的負載均衡。
　高速緩存服務器（Cache）負責存儲客戶網站的大量信息，就像一個靠近用戶 的網站服務器一樣響應本地用戶的訪問請求。
理論上，最簡單的CDN網絡有一個負責全局負載均衡的DNS和各節點一臺
Cache，即可運行。DNS支持根據用戶源IP地址解析不同的IP，實現就近訪問。
為了保證高可用性等，需要監視各節點的流量、健康狀況等。一個節點的單臺
Cache承載數量不夠時，才需要多臺Cache，多臺Cache同時工作，才需要負載 均衡器，使Cache群協同工作

4 CDN相關術語

1、源站
指發布內容的原始站點，也就是做 CDN 之前客戶真正的服務器。
2、邊緣服務器（Edge Server）
對于邊緣服務器，CDN提供了就近訪問的能力，邊緣服務器節點就是實際提
供給用戶就近連接、訪問的服務器。
3、CDN命中率
CDN一般提供的是靜態加速能力，靜態加速能力通常通過緩存架構來實現，
CDN命中指的是CDN服務器有該資源緩存存在，請求到達CDN節點時，CDN服務器可以在本地緩存獲取資源直接返回客戶端，如果沒有命中，則需CDN節點到源站獲取資源。CDN命中的概率即CDN命中率。
4、回源
當CDN沒有命中緩存時，需要到源站去獲取資源，這個過程稱為回源，回源
需要從CDN節點層層代理訪問，最終到源站獲取資源。
5、中間層服務器
邊緣節點比較松散，因此存在緩存穿透的問題。為了避免回源引起的性能大
幅下降，在CDN的中間層服務器將多個CDN節點的訪問進行收斂，從而大幅提高命中率。

5 CDN應用場景

5.1 網頁站點加速

5.2 下載加速

5.3 視頻點播

5.4 視頻直播

5.5 移動加速

6 阿里云CDN實踐

（1）阿里云CDN主要的應用場景包括：

• 圖片小文件：如果您的網站或應用App的主要業務為圖片和小文件下載，包括各類型圖片、html、css、js小文件等。

• 大文件下載：網站或應用App的主要業務為大文件下載，平均單個文件大小在20M以上，如游戲、各類客戶端下載和App下載商店等。

• 視音頻點播：網站或應用App的主要業務為視頻點播或短視頻類。支持
  MP4、FLV等主流視頻格式。

• 全站加速：全站加速是阿里云一款獨立產品，主要用于動態內容加速，也可以實現動靜分離加速。

• 安全加速：如果您的網站易遭受攻擊且必須兼顧加速的業務場景，則需要使用安全加速功能，提升全站安全性

（2）阿里云CDN工作原理
假設加速域名為 www.a.com ，接入CDN網絡，開始使用加速服務后，當終端用戶（北京）發起HTTP請求時，處理流程如下圖所示。

當終端用戶（北京）向 www.a.com 下的指定資源發起請求時，首先向
LDNS（本地DNS）發起域名解析請求。

LDNS檢查緩存中是否有 www.a.com 的IP地址記錄。如果有，則直接返回給終端用戶；如果沒有，則向授權DNS查詢。

當授權DNS解析 www.a.com 時，返回域名CNAME www.a.tbcdn.com 對應IP地址。

域名解析請求發送至阿里云DNS調度系統，并為請求分配最佳節點IP地址。

LDNS獲取DNS返回的解析IP地址。

用戶獲取解析IP地址。

用戶向獲取的IP地址發起對該資源的訪問請求。
如果該IP地址對應的節點已緩存該資源，則會將數據直接返回給用戶，
例如，圖中步驟7和8，請求結束。
如果該IP地址對應的節點未緩存該資源，則節點向源站發起對該資源的
請求。獲取資源后，結合用戶自定義配置的緩存策略，將資源緩存至節
點，例如，圖中的北京節點，并返回給用戶，請求結束。

6.1 使用CDN

6.2 開通CDN服務

（1）前提條件：
執行本文操作之前，請確保您已完成阿里云賬號注冊和實名認證。
（2）操作步驟：
登錄阿里云CDN平臺。
單擊立即開通。
選擇適合您的計費類型，并選中服務協議

6.3 添加加速域名

如果需要使用CDN加速指定網站上的業務，則需要將該網站作為源站，為其創建加速域名。CDN通過加速域名將源站上的資源緩存到CDN的加速節點，實現資源訪問加速 。
（1）操作步驟：

• 登錄CDN控制臺。
  在左側導航欄，單擊域名管理。
  在域名管理頁面，單擊添加域名。
  配置加速域名、資源分組、業務類型、源站信息、端口和加速區域。
  
  
• 單擊下一步
• 
  當您加速域名審核通過后，會出現在域名管理的域名列表中。狀態為正常運
  行，表示添加成功。

6.4 配置CNAME

加速域名添加成功后，阿里云CDN會分配對應的CNAME地址。如果啟用CDN加速服務，則需要將加速域名指向CNAME地址，訪問加速域名的請求才能轉發到CDN節點上，達到加速效果。
獲取加速域名的CNAME地址。
（1）獲取加速域名的CNAME地址。

• 登錄CDN控制臺。
• 在左側導航欄，單擊域名管理。
• 進入域名管理頁面，復制加速域名對應的CNAME值。
  （2）添加CNAME記錄。
  該步驟以在阿里云云解析DNS控制臺添加CNAME記錄為例，為您介紹
  CNAME的配置流程。如果您是在DNSPod、新網、Godaddy等其他域名解析服務商設置的域名解析，請前往對應的域名解析服務商添加CNAME記錄，添加方法和本文介紹的方法類似。
• 登錄阿里云云解析DNS控制臺。
• 進入域名解析頁面，在您需要設置的域名后面，單擊解析設置。
• 單擊添加記錄，添加CNAME記錄。

• 說明
  記錄類型：選擇 CNAME 。
  主機記錄：加速域名的前綴。
  
• 解析線路：默認值。
• 記錄值：輸入加速域名對應的CNAME地址。
• TTL：默認值。

（3）驗證CNAME配置是否生效。

打開Windows的CMD命令行程序。

在命令行中ping加速域名，如果返回的解析結果和CDN控制臺上該加速域名的CNAME值一致，則表示CDN加速已經生效。

6.5 服務管理

如果需要通過監控、統計分析、用量查詢、刷新預熱、日志分析等對CDN資源進行管理，則可以使用阿里云CDN控制臺提供的服務管理功能。通過該功能可以實時有效的分析CDN運行狀況，并及時做出業務決策。
阿里云CDN服務管理功能列表：

6.6 刷新預熱

CDN提供資源的刷新和預熱功能。通過刷新功能，可以強制CDN節點回源并獲取最新文件；通過預熱功能可以在業務高峰期預熱熱門資源，提高資源訪問效率。
CDN提供的資源的刷新和預熱功能的概念如下：

• 刷新功能是指提交URL刷新或目錄刷新請求后，CDN節點的緩存內容將會被強制過期，當向CDN節點請求資源時，CDN會直接回源站獲取對應的資源返回給您，并將其緩存。刷新功能會降低緩存命中率。使用場景：通常是在源站點中進行了靜態資源的更新。從邊緣節點主動去源站加載最新資源。

• 預熱功能是指提交URL預熱請求后，源站將會主動將對應的資源緩存到CDN節點，當首次請求時，就能直接從CDN節點緩存中獲取到最新的請求資源，無需再回源站獲取。預熱功能會提高緩存命中率。
  操作步驟：

登錄CDN控制臺。

在左側導航欄，單擊刷新預熱。

在刷新緩存頁簽，您可以根據所需，配置刷新或預熱信息。

單擊提交

單擊操作記錄

在操作記錄頁簽，配置查詢時間、操作類型、域名或URL，單擊查詢。

刷新和預熱功能的詳細說明如下表所示。

7 域名管理

7.1 回源配置

當通過客戶端請求訪問資源時，如果CDN節點上未緩存該資源，則會到源站獲取，同時緩存到CDN節點?？梢愿鶕枧渲没卦吹南嚓P功能，提升資源訪問效率。

7.2 緩存配置

CDN加速靜態資源時，將源站上的資源緩存到距離客戶端最近的CDN節點上。當訪問該靜態資源時，直接從緩存中獲取，避免通過較長的鏈路回源，提高訪問效率。

7.3 訪問控制

可以通過設置Referer、IP、UsageAgent黑名單和白名單，以及URL鑒權，來實
現對訪客身份的識別和過濾，從而限制訪問CDN資源的用戶，提升CDN的安全
性。

7.3 性能優化

設置加速域名的性能優化功能，縮小訪問文件的體積，提升加速業務的效率和
頁面可讀性。
扛住雙11流量洪峰：憑借全國加速節點、智能彈性調度系統及安全防護能力，
完美支持過億QPS峰值，保證全球數億買家快速瀏覽高清圖片和視頻，流暢下
單?？梢酝ㄟ^性能優化功能，對域名執行如下操作。

7.4 視頻相關

可以通過設置Range回源和拖拽播放功能，減少回源流量消耗，并且提升視音
頻的播放效果。
可以通過視頻相關功能，對域名執行如下操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的二. 应用加速（微服务架构设计的cdn访问加速）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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