秒懂边缘云 | CDN基础入门:CDN原理及架构

简介: 本文将为您介绍「CDN 是什么」以及「CDN 在用户体验的提升中发挥了什么样的作用」。

背景


互联网业务的繁荣让各类门户网站、短视频、剧集观看、在线教育等内容生态快速发展,互联网流量呈现爆发式增长,自然也面临着海量内容分发效率上的挑战,那么作为终端用户,我们获取资源的体验是否有提升呢?


答案是肯定的。持续改善用户体验的过程中,不仅受益于网络基础设施的建设,云计算产品也肩负着特有的使命。


当前,全球互联网流量一半以上通过 CDN 进行接入,CDN 帮助用户更快速、更安全地消费互联网内容,不管是浏览门户网站、观看短视频和长剧, 还是网上购物、在线学习,背后都有 CDN 在后台加速的身影。尤其在 2020 年春夏新冠肺炎疫情期间,CDN 支撑了上亿个学生的在线课堂学习,成功应对了在线课堂流量相较之前几十倍的增长,使得各级学校实现了停课不停学的目标,实现了巨大的社会价值。


本文将为您介绍「CDN 是什么」以及「CDN 在用户体验的提升中发挥了什么样的作用」


传统网络分发面临的瓶颈与挑战


CDN 并不是互联网诞生之初就一直存在的,而是在支撑各类互联网业务高速发展的过程中应运而生并不断发展壮大的。未使用 CDN 加速时,大量用户请求需要穿越互联网骨干网才能获取源站内容,内容分发常面临着以下几项挑战:


  1. 用户距离源站距离较远,网络链路易拥塞,长距离传输对终端体验并不友好,易出现卡顿、慢速问题。
  2. 源站部署在单线(单个运营商)机房时,跨运营商访问质量差。
  3. 源站部署在 BGP /多线机房时,带宽的成本昂贵,且固定出口带宽时易成为服务瓶颈,突发活动需要扩容。
  4. 内容分发业务需要投入高成本进行服务器配置扩容,并且伴随高并发业务维护的人力成本。



而在业务使用 CDN 加速后,用户可以就近在边缘 IDC 节点下载到所需内容,极大地提升了用户体验,不仅让业务内容分发效率提升,也分担了源站的负载压力,使得源站服务聚焦于对非静态内容的业务处理,能够更加从容地面对突发业务带宽。通过智能回源出口选择,也能够避免单线机房跨运营商访问造成的不稳定性。



同时,相比 BGP 机房的带宽单价,CDN 将分发内容产生的流量成本降低到极致,您也可以通过选购 CDN 资源包享受更多优惠折扣。


CDN 是什么


互联网内容的分发模式与传统商品货物的分发模式有许多共通之处,在介绍 CDN 是什么之前,我们不妨思考一下是哪些因素让日常生活的购买效率更高,时效性更强?


  • 首先,交通工具的便利及道路基建能力的提升,运输效率提升,让货物运输速度更快。
  • 其次,仓储物流能力的建设,货物在多地仓库分布式仓储,位于同地区的多个超市便利店可选择从本地仓库直接进货,而顾客也可以直接在家门口的超市便利店购买所需商品,无需用户和源头生产厂商直接完成订单交易。
  • 最后,售卖点的数量、覆盖范围的扩张也都为购买过程带来了体验上的改善,每个小区门口甚至单元楼都已经覆盖了便民超市,如今最近距离商品交易只需从身边的自动贩卖机就能够完成。


如何更通俗地去理解 CDN 是什么呢,我们也不妨尝试用购买效率提升的思路来帮助理解:CDN 在网络上的作用就像现实中用户身边的自动贩卖机、家门口的超市、各地的集中仓储,让用户可以最近距离很快捷的获取所需商品。


从技术视角出发,CDN 通过多级代理服务器对源站内容(例如 js/css/html/mp4 等)进行缓存,让静态内容缓存在距离用户更近的 IDC 机房节点上,实现用户获取资源的网络距离大幅度缩减,进而提升终端用户体验和传输效率。



CDN 架构及访问流程


如果要实现对全球业务的分发加速,自然需要海量节点储备用于给终端用户提供服务,而作为一个全球化的分布式系统,CDN 对系统性能和稳定性有非常高的要求,当前阿里云 CDN 主要由调度系统、链路质量系统、缓存系统、支撑系统等子系统组成,这些子系统共同构成了 CDN 大脑神经网络来保证 CDN 的日常服务。


  • 调度系统:支持策略中心、DNS、HTTPDNS和302调度模式。当终端用户发起访问请求时,用户的访问请求会先进行域名DNS解析,调度系统将根据用户解析请求中携带的 IP 地址判断其区域、运营商,为用户选择并返回最佳接入节点 IP (DNS 未携带客户端 IP 时,调度根据DNS IP决策)。
  • 链路质量系统:实时监测缓存系统中所有节点和链路的实时负载以及健康状况。调度系统在决策最优节点时,也会综合链路质量、实时负载等因素来为用户分配服务节点。
  • 缓存系统:用户通过收到的最佳接入节点 IP 访问对应的缓存节点,如果节点已经缓存了用户请求的资源,会直接将资源返回给用户。
  • 支撑系统:支撑服务系统包括天眼、数据智能和配置管理系统,分别具备了资源监测、数据分析和配置管理能力。



创建 CDN 加速域名后,CDN 将为您的加速域名分配 CNAME 记录值,您需要将域名解析至 CNAME 记录后才能接入CDN的智能调度系统。在正式接入 CDN 后,终端用户访问时经过的流程大致如下:


  1. 本机 DNS 发起对访问域名的解析查询,加速域名权威DNS将响应您所配置的 CNAME 地址,DNS 继续对CNAME 记录发起查询后,解析结果将根据阿里云调度系统决策,从权威 DNS 中返回最优节点 IP 地址。
  2. 用户本地发起和节点 IP 的建联,建联后开始发送 HTTP 请求,此时访问节点为边缘节点(L1),如果 L1 节点已缓存了用户请求的文件,L1 将直接返回缓存内容给用户,此时请求结束。
  3. 如果边缘节点(L1)没有该文件的缓存,将回源至上层节点(L2)获取资源,如果 L2 节点已缓存用户请求的文件,将直接返回缓存内容给L1,L1响应给用户并将文件缓存到本地,此时请求结束。
  4. 如果 L2 节点也没有用户所请求的文件,L2 节点将根据您在CDN控制台上的配置,回源到您的业务源站拉取资源返回给 L1 ,并将文件缓存到 L2 本地,此时请求结束。

阿里云在全球拥有2800+节点。中国内地(大陆)拥有2300+节点,覆盖31个省级区域;中国香港、中国澳门、中国台湾、其他国家和地区拥有500+节点,覆盖70多个国家和地区。全网带宽输出能力达150 Tbps。阿里云CDN产品通过广泛的地域覆盖和深厚的带宽储备,在全球范围为用户提供安全、稳定、可靠的内容分发服务。



更多边缘云产品资讯欢迎访问【阿里云边缘云】或扫码关注【阿里云Edge Plus】

qrcode_for_gh_0cf3488f3334_258.jpg

边缘云 开启分布式云网融合新时代

相关实践学习
Serverless极速搭建Hexo博客
本场景介绍如何使用阿里云函数计算服务命令行工具快速搭建一个Hexo博客。
目录
相关文章
|
12天前
|
人工智能 前端开发 编译器
【AI系统】LLVM 架构设计和原理
本文介绍了LLVM的诞生背景及其与GCC的区别,重点阐述了LLVM的架构特点,包括其组件独立性、中间表示(IR)的优势及整体架构。通过Clang+LLVM的实际编译案例,展示了从C代码到可执行文件的全过程,突显了LLVM在编译器领域的创新与优势。
34 3
|
15天前
|
运维 持续交付 云计算
深入解析云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
深入解析云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
44 1
|
12天前
|
机器学习/深度学习 资源调度 算法
图卷积网络入门:数学基础与架构设计
本文系统地阐述了图卷积网络的架构原理。通过简化数学表述并聚焦于矩阵运算的核心概念,详细解析了GCN的工作机制。
29 3
图卷积网络入门:数学基础与架构设计
|
26天前
|
SQL Java 数据库连接
Mybatis架构原理和机制,图文详解版,超详细!
MyBatis 是 Java 生态中非常著名的一款 ORM 框架,在一线互联网大厂中应用广泛,Mybatis已经成为了一个必会框架。本文详细解析了MyBatis的架构原理与机制,帮助读者全面提升对MyBatis的理解和应用能力。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
Mybatis架构原理和机制,图文详解版,超详细!
|
11天前
|
SQL 存储 关系型数据库
MySQL进阶突击系列(01)一条简单SQL搞懂MySQL架构原理 | 含实用命令参数集
本文从MySQL的架构原理出发,详细介绍其SQL查询的全过程,涵盖客户端发起SQL查询、服务端SQL接口、解析器、优化器、存储引擎及日志数据等内容。同时提供了MySQL常用的管理命令参数集,帮助读者深入了解MySQL的技术细节和优化方法。
|
20天前
|
消息中间件 Java Kafka
实时数仓Kappa架构:从入门到实战
【11月更文挑战第24天】随着大数据技术的不断发展,企业对实时数据处理和分析的需求日益增长。实时数仓(Real-Time Data Warehouse, RTDW)应运而生,其中Kappa架构作为一种简化的数据处理架构,通过统一的流处理框架,解决了传统Lambda架构中批处理和实时处理的复杂性。本文将深入探讨Kappa架构的历史背景、业务场景、功能点、优缺点、解决的问题以及底层原理,并详细介绍如何使用Java语言快速搭建一套实时数仓。
100 4
|
15天前
|
监控 持续交付 API
深入理解云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
深入理解云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
30 0
|
25天前
|
API 持续交付 网络架构
深入解析微服务架构:原理、优势与实践
深入解析微服务架构:原理、优势与实践
22 0
|
7天前
|
网络协议 网络安全 Docker
将Certbot/ACME.sh自动化申请的证书自动部署到阿里云CDN
本文介绍了阿里云 CDN SSL 证书自动更新工具,定期检查证书有效期,使用Let's Encrypt 等工具签发的证书自动更新至阿里云 CDN,支持 Docker 及 .NET 8 部署,简化证书管理流程。
|
2月前
|
云安全 网络安全 CDN
阿里云CDN遇到攻击?别慌,教你如何应对!
阿里云CDN遇到攻击?别慌,教你如何应对!

热门文章

最新文章