如何使用 CDN 實現應用的緩存和加速

本篇內容介紹了“如何使用 CDN 實現應用的緩存和加速”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

1. CDN 簡介

• CDN 的全稱是 Content Delivery Network，即內容分發網絡。

• CDN 是構建在網絡之上的內容分發網絡。

• CDN 使用戶就近獲取所需內容，降低網絡擁塞，提高用戶訪問響應速度和命中率。

• CDN 依靠部署在各地的邊緣服務器，包括中心平臺的負載均衡、內容分發、調度等功能模塊。

分析 img.alibaba.com 域名

• 執行 dig 命令，輸出如下

• 假如沒有安裝，執行一下命令安裝：

  yum install bind-utils

  
  

2. CDN 主要特點

• 本地 Cache 加速：提高了企業站點（尤其含有大量圖片和靜態頁面站點）的訪問速度，并大大提高以上性質站點的穩定性。

• 鏡像服務：消除了不同運營商之間互聯的瓶頸造成的影響，實現了跨運營商的網絡加速，保證不同網絡中的用戶都能得到良好的訪問質量。

• 遠程加速：遠程訪問用戶根據 CDN 負載均衡技術智能自動選擇 Cache 服務器，選擇最快的 Cache 服務器，加快遠程訪問的速度。

• 帶寬優化：自動生成服務器的遠程 Mirror（鏡像）Cache 服務器，遠程用戶訪問時從 Cache 服務器上讀取數據，減少遠程訪問的帶寬、分擔網絡流量、減輕原站點 WEB 服務器負載等功能。

• 集群抗攻擊：廣泛分布的 CDN 節點加上節點之間的智能冗余機制，可以有效地預防黑客入侵以及降低各種 D.D.o.S 攻擊對網站的影響，同時保證較好的服務質量。

3. CDN 服務模式

內容分發服務器（CDN）是一個經策略性部署的整體系統。包含 3 個要件。

• 分發服務系統：最基本的工作單元就是 Cache 設備，Cache（邊緣 Cache）負責直接響應最終用戶的訪問請求，把緩存在本地的內容快速地提供給用戶。同時 Cache 還負責與源站點進行內容同步，把更新的內容以及本地沒有的內容從源站點獲取并保存在本地。

• 負載均衡系統：主要功能是負責對所有發起服務請求的用戶進行訪問調度，確定提供給用戶的最終實際訪問地址。兩級調度體系分為全局負載均衡（GSLB）和本地負載均衡（SLB）。GSLB 主要根據用戶就近性原則，通過對每個服務節點進行“最優”判斷，確定向用戶提供服務的 Cache 的物理位置。SLB 主要負責節點內部的設備負載均衡。

• 運營管理系統：分為運營管理和網絡管理子系統，負責處理業務層面的與外界系統交互所必須的收集、整理、交付工作，包含客戶管理、產品管理、計費管理、統計分析等功能。

4. CDN 工作流程

常規 WEB 請求處理流程

1. 用戶在自己的瀏覽器中輸入要訪問的網站域名。

2. 瀏覽器向本地 DNS（域名解析服務器）服務器請求對該域名的解析。

3. 本地 DNS 服務器中如果緩存有這個域名的解析結果，則直接響應用戶的解析請求。

4. 本地 DNS 服務器中如果沒有關于這個域名的解析結果的緩存，則以遞歸方式向整個 DNS 系統請求解析，獲得應答后將結果反饋給瀏覽器。

5. 瀏覽器得到域名解析結果，就是該域名相應的服務設備的 IP 地址。

6. 瀏覽器向服務器請求內容。

7. 服務器將用戶請求內容傳送給瀏覽器。

引入 CDN 后 Web 請求處理流程

1. 當用戶點擊網站頁面的內容 URL，經過本地 DNS 系統解析，DNS 系統會最終將域名的解析權交給 CNAME 指向的 CDN 專用 DNS 服務器。

2. CDN 的 DNS 服務器將 CDN 的全局負載均衡設備 IP 地址返回給用戶。

3. 用戶向 CDN 的全局負載均衡設備發起內容 URL 訪問請求。

4. CDN 全局負載均衡設備根據用戶 IP 地址，及用戶請求的內容 URL，選擇一臺用戶所屬區域負載均衡設備，讓用戶向這臺設備發起請求。

5. 區域負載均衡設備會為用戶選擇一臺合適的緩存服務器提供服務。

6. 用戶向緩存服務器發起請求，緩存服務器響應用戶請求，將用戶所需內容傳送到用戶終端。

7. 如果這臺緩存服務器上并沒有用戶想要的內容，那么這臺服務器就要向它的上一級緩存服務器請求內容，直至追溯到網站的原服務器將內容拉到本地。

5. CDN 關鍵技術

緩存算法

• 緩存代理軟件：Squid

• 緩存算法決定命中率、源服務器壓力、FTP 節點存儲能力。

分發能力

• 分發能力取決于 IDC 能力和 IDC 策略性分布。

負載均衡

• 負載均衡軟件：Nginx

• 負載均衡（智能調度）決定最佳路由、響應時間、可用性、服務質量。

基于 DNS

• DNS 服務器軟件：BIND

• 基于 DNS 的負載均衡以 CNAME 實現域名中轉，智取最優節點服務。

• 緩存點有客戶端瀏覽器緩存、本地 DNS 服務器緩存。

• 緩存內容有 DNS 地址緩存、客戶請求內容緩存、動態內容緩存。

支持協議

• 支持協議如靜動態加速（圖片加速、http 帶證書加速）、下載加速、流媒體加速、企業應用加速、手機應用加速。

“如何使用 CDN 實現應用的緩存和加速”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！