浏览器输入域名后，DNS将域名解析为地址，然后请求该地址，返回一个网页。

这个过程就像你买个东西，先查找商店位置，然后找到想要的商品，拿回家。

优化-不断地追求

在某宝买个东西，这东西一定要从总部仓库送来吗？

成熟的电商都会在各地建仓库，客户一下单，就近发货，次日达使得用户体验极佳。

所以网站访问可借鉴“就近配送”思想。

可以在各地的数据中心里部署几台机器，形成一个缓存集群，用户访问数据时，就近访问！

这些分布在各个地方的各个数据中心的节点，称为边缘节点。

由于边缘节点数目较多，但每个集群规模较小，不可能缓存下来所有东西，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，缓存的数据更多，命中概率更大。区域节点之上是中心节点，规模更大，缓存数据更多。

还不命中，就只好回源网站访问了。

CDN的分发系统的架构：

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。

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。

那么客户端如何找到相应的边缘节点进行访问？

基于DNS的全局负载均衡，主要用来选择一个就近的同样运营商的服务器进行访问。CDN分发网络也是一个分布在多个区域、多个运营商的分布式系统，也可以用相同的思路选择最合适的边缘节点。

无CDN

无CDN时：用户向浏览器输入www.web.com域名后，客户端访问本地DNS服务器时，若本地DNS服务器：

• 有缓存
  返回网站的地址
• 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web.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。

有CDN

就不一样了。在web.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.web.cdn.com，返回给本地DNS服务器。

当本地DNS服务器拿到这个新域名，需继续解析，再访问的就不是web.com的权威DNS服务器了，而是web.cdn.com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

综合分析后，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。

CDN可以进行缓存的内容有很多种。

保质期长的日用品比较容易缓存，因为不容易过期，对应到就像电商仓库系统里，就是静态页面、图片等，因为这些东西也不怎么变，所以适合缓存。

• 接入层缓存的架构

进入数据中心时，希望通过最外层接入层的缓存，将大部分静态资源的访问拦在边缘。

CDN更进一步，将这些静态资源缓存到离用户更近的数据中心外。越接近客户，访问性能越好，时延越低。

流媒体CDN

CDN支持流媒体协议，例如RTMP协议。相当于一个代理，从上一级缓存读取内容，转发给用户。由于流媒体往往是连续的，因而可以进行预先缓存的策略，也可以预先推送到用户的客户端。

静态页面内容的分发一般采取拉取模式，即当发现未命中，再去上一级拉取。但流媒体数据量大，如果出现回源，压力会比较大，所以往往采取主动推模式，将热点数据主动推送到边缘节点。

流媒体，很多CDN还提供预处理服务，即文件在分发前，经过一定处理，比如：

• 将视频转换为不同码流，以适应不同网络带宽需求
• 对视频分片，降低存储压力，也使得客户端可选择不同码率加载不同分片，即超清、标清、流畅等。

防盗链

最简单的方法就是HTTP头的refer字段， 当浏览器发送请求时，带上referer，告诉服务器是从哪个页面链接过来的，服务器基于此可以获得一些信息用于处理。如果refer信息并非来自本站，就阻止访问或跳到其它链接。

但refer方案易被破解，还需配合其它机制，比如时间戳防盗链：

使用CDN的管理员可以在配置界面上，和CDN厂商约定一个加密字符串。

客户端取出当前的时间戳，要访问的资源及其路径，连同加密字符串进行签名算法得到一个字符串，然后生成一个下载链接，带上这个签名字符串和截止时间戳去访问CDN。

在CDN服务端，根据取出过期时间，和当前 CDN 节点时间比较，确认请求是否过期。然后CDN服务端有了资源及路径，时间戳，以及约定的加密字符串，根据相同的签名算法计算签名，如果匹配则一致，访问合法，才会将资源返回给客户。

在电商仓库中，有关生鲜的缓存就非常麻烦，这对应动态数据，较难缓存。现在的动态CDN，主要有两种模式：

生鲜超市模式

边缘计算模式。既然数据是动态生成，所以数据的逻辑计算和存储，也相应放在边缘的节点。

定时从源数据那里同步存储的数据，然后在边缘进行计算得到结果。

就像对生鲜的烹饪是动态的，没办法事先做好缓存，因而将生鲜超市放在你家旁边，既能够送货上门，也能够现场烹饪，也是边缘计算的一种体现。

冷链运输模式

路径优化模式。数据不是在边缘计算生成，而是在源站生成，但是数据的下发可以通过CDN网络，对路径进行优化。因为CDN节点较多，能够找到离源站很近的边缘节点，也能找到离用户很近的边缘节点。中间的链路完全由CDN来规划，选择一个更加可靠的路径，使用类似专线的方式进行访问。

TCP连接在公网上传输的时候经常会丢数据，导致TCP的窗口始终很小，发送速度上不去。

在CDN加速网络中可调整TCP参数：

• 通过多个请求复用一个连接，保证每次动态请求到达时。连接都已建立，不必临时三次握手或建立过多连接
• 对传输数据进行压缩，增加传输效率

就像冷链运输，整个物流优化了，全程冷冻高速运输。不管生鲜是从你旁边的超市送到你家的，还是从产地送的，保证到你家是新鲜的。