CDN是如何工作的?

简介: CDN是互联网中使用较频繁的一种技术。你也许常听人说:“我们的网站使用了CDN技术”,但可能他们对CDN的了解并不多,也许只局限于--用了以后网站访问速度会变快。其实,CDN的原理非常简单。当浏览器请求一资源时,第一步是做DNS解析,DNS解析就像是从通讯录根据姓名找号码,浏览器发送域名,然后得到DNS服务器返回的IP地址。

CDN是互联网中使用较频繁的一种技术。你也许常听人说:“我们的网站使用了CDN技术”,但可能他们对CDN的了解并不多,也许只局限于--用了以后网站访问速度会变快。

其实,CDN的原理非常简单。当浏览器请求一资源时,第一步是做DNS解析,DNS解析就像是从通讯录根据姓名找号码,浏览器发送域名,然后得到DNS服务器返回的IP地址。浏览器通过IP地址和服务器连接并获取资源(DNS服务器会有很多层的缓存,但超出本文范围)。

对于小站点或个人博客,一个域名对应一个IP地址,而大站点可能含多个IP地址。

当请求一个资源时(如网站),距离会影响连接速度,所以从国内访问国外的网站会比较慢。因此,一些大公司在世界各地配置服务器并同步数据,这就叫CDN,而那些离当地用户最近的服务器叫“边缘服务器(edge servers)”。

DNS解析

当浏览器通过CDN做域名解析请求时,针对单IP的网站会有一些不同。DNS服务器会找出最适合的服务器来处理请求,而且非常简单,DNS会找出离请求地点最近的边缘服务器。如下图所示,如果我从维吉尼亚州发送一个指向美国中部服务器的请求,就会得到位于东海岸的边缘服务器地址,如果我从加利福尼亚州发送请求,就会得到位于西海岸的边缘服务器地址。

image

也就是说处理请求的第一步:找出离请求位置最近的服务器。有些公司可能会用其他的方式优化CDN服务器,例如,如果最近的服务器满负荷运作,那么接下来的请求就会转到其他闲置的服务器。总之,CDN总会找出最适合的服务器来处理请求。

获取内容

边缘服务器是一种代理缓存,类似浏览器缓存。当请求到达边缘服务器,它会首先检查内容是否是最新的。缓存标识(key)就是整个Url地址(跟浏览器一样),如果内容已被缓存且没有过期,就直接返回缓存内容。

如果没有缓存或已过期,边缘服务器会向源服务器发送请求获取内容,并缓存起来。

image

雅虎创建了一个开源项目叫Apache Traffic Server,用来管理CDN直接的交互,如果想了解更多代理缓存的原理,推荐你读一下这个项目的文档。

示例

雅虎的CDN服务中,使用一个工具叫“组合处理器(combo handler)”,它会把多个文件的请求整合到一起,变成一个请求-响应操作。下面是例子:

http://yui.yahooapis.com/combo?3.4.1/build/yui-base/yui-base-min.js&3.4.1/build/array-extras/array-extras-min.js

域名yui.yahooapis.com是雅虎CDN服务的一部分,会把你的请求转给离你最近的边缘服务器,这个请求包含两个文件yui-base-min.js和array-extras-min.js,但只需一次响应便可完成。这些逻辑处理操作不在边缘服务器,只能在源服务器上。

静态指什么?什么情况适合使用CDN?

每当我描述类似上文的“组合处理器”之类的系统时,经常会看到别人困惑的表情。CDN有时候容易跟FTP资源混淆,因为它们都是上传静态资源供其他人获取。我希望我上文的描述能让大家搞清楚两者不一回事。边缘服务器是一个代理,源服务器告诉边缘服务器返回什么内容,源服务器可能是Java,Ruby,Node.js,.Net等,因此可以实现任何逻辑。边缘服务器什么也不做只是发生请求并返回内容。

既然CDN如此高效,为什么不把网站所有东西都用CDN来提高性能?CDN本质是缓存,如果保存的是动态页面,每次页面内容都会有所变化,那么每次请求都要边缘服务器和源服务器交互一次,那么这个缓存也就没有意义。

这也是为什么Javascript,CSS,images,Flash,音频,视频等文件特别适合使用CDN技术,因为这些文件是不变的,所有的用户获取的都一样,一旦通过CDN缓存,所有用户都将受益。

缓存过期

雅虎性能指南规定静态资源应该要有缓存过期标识保存在Http协议的header中,这么做有两个原因:其一,浏览器会缓存资源,其二,CDN也会将资源缓存一段时间。这同样意味着你不能使用重复的文件名,因为他们至少会被缓存在两个地方,用户可能会一直获取不到最新版本的文件。

有几种方式解决这个问题,YUI 库用包含不同版本库的目录来区分。通常也可以在文件名末尾加入标识符,如MD5的哈希值或者版本控制软件的修订号。任何一种方式都为了确保当用户的请求包含过期标识的时候,依然能获得最新版本的资源文件。

结语

CDN技术已经是当今互联网重要的一部分,随着时间的推移,它只会变得越来越重要。即便是现在,一些公司仍然努力尝试把更多的功能移到边缘服务器,以便能给用户更快速的体验。这里包含了一种技术叫Edge Side Includes (ESI),用来缓存页面的部分内容。

更好的理解CDN技术及工作原理是提升CDN性能的关键。

 

原文:http://www.nczonline.net/blog/2011/11/29/how-content-delivery-networks-cdns-work/

注:这是我第一次翻译英文文章,花了比想象中要多的时间,如果看完文章对你有帮助是我最大的欣慰,不足的地方欢迎批评指出。

目录
相关文章
|
C语言 Windows
【初阶C语言】关于scanf函数的超详细介绍和多组输入
【初阶C语言】关于scanf函数的超详细介绍和多组输入 我们学习一个函数,要围绕三个点:1.函数是什么 2.函数的用法 3.注意的细节
1984 0
|
安全 JavaScript 前端开发
API 通用规范
API 通用规范
789 0
|
存储 容灾 关系型数据库
OceanBase 高可用性架构解析
【8月更文第31天】在大数据和云计算蓬勃发展的今天,数据库作为数据存储的核心组件,其稳定性和可靠性直接影响到整个系统的性能。OceanBase 是由阿里巴巴集团自主研发的一款分布式关系型数据库系统,旨在为大规模在线交易处理(OLTP)场景提供高性能、高可用性的解决方案。本文将深入探讨 OceanBase 是如何通过其独特的架构设计来确保数据的高可用性和容灾能力。
776 0
|
JavaScript 前端开发 Java
JS中的隐式类型转换规则
JavaScript 是一门弱类型语言,变量类型在运行时会进行隐式转换。本文总结了常见的隐式转换规则,包括运算符转换、等号比较和布尔值转换等。例如,`1 + {a: 1}` 会先调用对象的 `toString()` 方法,最终结果为 `'1[object Object]'`。此外,还详细解析了 `undefined` 和 `null` 的运算行为,以及 `![] == []` 等特殊情况。通过这些例子,帮助开发者更好地理解 JavaScript 中的类型转换机制。
306 6
JS中的隐式类型转换规则
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
解锁机器学习的新维度:元学习的算法与应用探秘
元学习作为一个重要的研究领域,正逐渐在多个应用领域展现其潜力。通过理解和应用元学习的基本算法,研究者可以更好地解决在样本不足或任务快速变化的情况下的学习问题。随着研究的深入,元学习有望在人工智能的未来发展中发挥更大的作用。
|
Kubernetes 安全 容器
关于K8s,不错的开源工具
【10月更文挑战第12天】
393 7
|
机器学习/深度学习 人工智能 搜索推荐
构建基于AI的个性化新闻推荐系统:技术探索与实践
【6月更文挑战第5天】构建基于AI的个性化新闻推荐系统,通过数据预处理、用户画像构建、特征提取、推荐算法设计及结果评估优化,解决信息爆炸时代用户筛选新闻的难题。系统关键点包括:数据清洗、用户兴趣分析、表示学习、内容及协同过滤推荐。实践案例证明,结合深度学习的推荐系统能提升用户体验,未来系统将更智能、个性化。
1121 3
|
JavaScript NoSQL 小程序
特产销售|基于Springboot+vue的藏区特产销售平台(源码+数据库+文档)​
特产销售|基于Springboot+vue的藏区特产销售平台(源码+数据库+文档)​
293 0
|
安全 网络协议 网络安全
HTTPS中的S是什么?
使用浏览器输入网址的时候,我们通常都会输入“http://”或者“https://”这样的开头(当然,更多情况下可能大家会输入www),然后才输入对应的域名地址,那这里肯定就会有不少的网友疑惑,为什么有些地址会在前面加多一个“s”呢?那么多出的“s”是什么呢?
3065 0
HTTPS中的S是什么?