CDN加速原理
至成科技2014-07-20访问量（7188）评论（0）
摘要：
CDN（Content Delivery Network）即内容分发网络。通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，部署边缘服务器，将网站的内容发布到较接近用户的Cache服务器，使用户可以就近取得所需的内容，实现用户就近访问，有效提升网站的访问效果、安全性和稳定性。
CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持，其中负载均衡技术、动态内容分发与复制技术、缓存技术是比较主要的几个，下面让我们简单看一下这几种技术。
---- 负载均衡技术
---- 负载均衡技术不仅仅应用于CDN中，在网络的很多领域都得到了广泛的应用，如服务器的负载均衡、网络流量的负载均衡。顾名思义，网络中的负载均衡就是将网络的流量尽可能均匀分配到几个能完成相同任务的服务器或网络节点上，由此来避免部分网络节点过载。这样既可以提高网络流量，又提高了网络的整体性能。在CDN中，负载均衡又分为服务器负载均衡和服务器整体负载均衡(也有的称为服务器全局负载均衡)。服务器负载均衡是指能够在性能不同的服务器之间进行任务分配，既能性能差的服务器不成为系统的瓶颈，又能性能高的服务器的资源得到充分利用。而服务器整体负载均衡允许Web网络托管商、门户站点和企业根据地理位置分配内容和服务。通过使用多站点内容和服务来提高容错性和可用性，防止因本地网或区域网络中断、断电或自然灾害而导致的故障。
在CDN的方案中服务器整体负载均衡发挥着重要作用，其性能高0将直接影响整个CDN的性能。如图所示的全局调度服务器就可以看做一个服务器全局负载均衡。它根据网民的位置决定CDN系统哪个Cache服务器为网民服务。在使用CDN服务的时候，全局调度服务器可以进行智能域名解析，网站需要将原来的域名CNAME到全局调度服务器智能解析的域名上，这样CDN的工作就做到了对网民的透明，网民可以访问到部署在边缘的Cache服务器。
具体到一个Cache节点，对网民看是一个的服务个体，其实内部实现也是一个服务器负载均衡。当单台服务器不能满足该地区的Cache业务时，负载均衡器扮演了重要角色，它将Cache服务集群联系到一起，其服务能力也是多台Cache服务能力的总和。
---- 动态内容分发与复制技术
---- 大家都知道，网站访问响应速度取决于许多因素，如网络的带宽是否有瓶颈、传输途中的路由是否有阻塞和延迟、网站服务器的处理能力及访问距离等。多数情况下，网站响应速度和访问者与网站服务器之间的距离有密切的关系。如果访问者和网站之间的距离过远的话，它们之间的通信一样需要经过重重的路由转发和处理，网络延误不可避免。
为了避免网络延误，就需要一个有效的方法将占网站主体的大部分静态网页、图像和流媒体数据分发复制到各地的加速节点上。同时在国内又有南北互联的问题，电信联通间的访问速度非常不好，所以动态内容分发和复制技术显得更为必要，因此动态内容分发与复制技术也是CDN所需的一个主要技术。
---- 缓存技术
---- 缓存技术已经不是一种新鲜技术。Web缓存服务通过几种方式来改善用户的响应时间，如代理缓存服务、透明代理缓存服务、使用重定向服务的透明代理缓存服务等。通过Web缓存服务，用户访问网页时可以将广域网的流量降至较0。对于公司内联网用户来说，这意味着将内容在本地缓存，而无须通过专用的广域网来检索网页。对于Internet用户来说，这意味着将内容存储在他们的ISP的缓存器中，而无须通过Internet来检索网页。这样无疑会提高用户的访问速度。CDN的核心作用正是提高网络的访问速度，所以，缓存技术将是CDN所采用的又一个主要技术。
如图示，各地的Cache服务器保存着源站静态内容的一份有效拷贝，网民无需直接访问源站，就可以在离自己较近的Cache服务器上获得新鲜正确的内容。目前缓存服务器可以有多种选择，大名鼎鼎的squid，还有ngnix（ncache），vanish都可以用作Cache服务器。Cache服务器的主要工作提高内容HIT率，使得大多数的访问都能在Cache设备获得，而不用MISS回源去取.技术要点是过期机制等内容更新管理，此外Cache服务器可以将源站的一些功能分担出来，实现起来更加灵活。
综上，CDN从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因所造成的用户访问网站响应速度慢的问题，关注全国范围内不同网络中的用户都能得到优质的访问质量的网站可以采用CDN来提高网站的体验水平。
较后引用网上找到的一个调查数据，为需要CDN的网站提高一些参考。
电信运营商，代表企业：中国电信、原中国网通
1.拥有巨大的带宽和网络优势，其带宽成本是弹性的，可以配置较优的CDN服务网络资本雄厚，有实力建设规模庞大的CDN网络，拥有品牌优势，与众多互联网公司关系密切，能够引导互联网公司使用CDN服务。
2.已建成流媒体等专用CDN网络在此基础上进行升级和改造，可快速推出多种CDN业务。
1.CDN行业属于技术驱动型产业，电信运营商的CDN技术储备较薄弱。
2.互联互通问题导致运营商只能在自己的网络上做CDN业务，跨网络运营的问题较难解决
3.CDN不是电信运营商的主营业务，缺乏运营经验和服务能力。
自建CDN的互联网企业，代表企业：优酷、土豆网等
1.节约服务成本，可控性高
2.免受CDN市场价格波动的困扰，利于成本降0
1.初期投资较大，且增加运营和研发成本
2.非核心业务，易分散对主营业务的精力
3.节点数少，不能有效满足需求
国外CDN服务商，代表企业：Akamai、Limelight Networks等
1.资金雄厚，具备技术、运营和服务实力，利于业务开展。
2.在国内开始建设节点，利于市场开拓。
1.与国内一些IDC和ISP采取代理合作的方式来销售自己的服务，难以大规模开展业务
2.非正规竞争，存在安全隐患，将域名解析权掌控在国外运营商的手里
免费自助CDN，国内的Webluker，国外的cloudflare
1.CDN产品免费提供，专注于对对网站运维技术的一站式解决。
2.自助式的CDN解决方案，简单易。
1.现在处于起步阶段，功能和服务能力比较弱
2.对于CDN服务内容有限制。
部分内容摘在互联网！
CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持，其中负载均衡技术、动态内容分发与复制技术、缓存技术是比较主要的几个，下面让我们简单看一下这几种技术。
---- 负载均衡技术
---- 负载均衡技术不仅仅应用于CDN中，在网络的很多领域都得到了广泛的应用，如服务器的负载均衡、网络流量的负载均衡。顾名思义，网络中的负载均衡就是将网络的流量尽可能均匀分配到几个能完成相同任务的服务器或网络节点上，由此来避免部分网络节点过载。这样既可以提高网络流量，又提高了网络的整体性能。在CDN中，负载均衡又分为服务器负载均衡和服务器整体负载均衡(也有的称为服务器全局负载均衡)。服务器负载均衡是指能够在性能不同的服务器之间进行任务分配，既能性能差的服务器不成为系统的瓶颈，又能性能高的服务器的资源得到充分利用。而服务器整体负载均衡允许Web网络托管商、门户站点和企业根据地理位置分配内容和服务。通过使用多站点内容和服务来提高容错性和可用性，防止因本地网或区域网络中断、断电或自然灾害而导致的故障。
在CDN的方案中服务器整体负载均衡发挥着重要作用，其性能高0将直接影响整个CDN的性能。如图所示的全局调度服务器就可以看做一个服务器全局负载均衡。它根据网民的位置决定CDN系统哪个Cache服务器为网民服务。在使用CDN服务的时候，全局调度服务器可以进行智能域名解析，网站需要将原来的域名CNAME到全局调度服务器智能解析的域名上，这样CDN的工作就做到了对网民的透明，网民可以访问到部署在边缘的Cache服务器。
具体到一个Cache节点，对网民看是一个的服务个体，其实内部实现也是一个服务器负载均衡。当单台服务器不能满足该地区的Cache业务时，负载均衡器扮演了重要角色，它将Cache服务集群联系到一起，其服务能力也是多台Cache服务能力的总和。
---- 动态内容分发与复制技术
---- 大家都知道，网站访问响应速度取决于许多因素，如网络的带宽是否有瓶颈、传输途中的路由是否有阻塞和延迟、网站服务器的处理能力及访问距离等。多数情况下，网站响应速度和访问者与网站服务器之间的距离有密切的关系。如果访问者和网站之间的距离过远的话，它们之间的通信一样需要经过重重的路由转发和处理，网络延误不可避免。
为了避免网络延误，就需要一个有效的方法将占网站主体的大部分静态网页、图像和流媒体数据分发复制到各地的加速节点上。同时在国内又有南北互联的问题，电信联通间的访问速度非常不好，所以动态内容分发和复制技术显得更为必要，因此动态内容分发与复制技术也是CDN所需的一个主要技术。
---- 缓存技术
---- 缓存技术已经不是一种新鲜技术。Web缓存服务通过几种方式来改善用户的响应时间，如代理缓存服务、透明代理缓存服务、使用重定向服务的透明代理缓存服务等。通过Web缓存服务，用户访问网页时可以将广域网的流量降至较0。对于公司内联网用户来说，这意味着将内容在本地缓存，而无须通过专用的广域网来检索网页。对于Internet用户来说，这意味着将内容存储在他们的ISP的缓存器中，而无须通过Internet来检索网页。这样无疑会提高用户的访问速度。CDN的核心作用正是提高网络的访问速度，所以，缓存技术将是CDN所采用的又一个主要技术。
如图示，各地的Cache服务器保存着源站静态内容的一份有效拷贝，网民无需直接访问源站，就可以在离自己较近的Cache服务器上获得新鲜正确的内容。目前缓存服务器可以有多种选择，大名鼎鼎的squid，还有ngnix（ncache），vanish都可以用作Cache服务器。Cache服务器的主要工作提高内容HIT率，使得大多数的访问都能在Cache设备获得，而不用MISS回源去取.技术要点是过期机制等内容更新管理，此外Cache服务器可以将源站的一些功能分担出来，实现起来更加灵活。
综上，CDN从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因所造成的用户访问网站响应速度慢的问题，关注全国范围内不同网络中的用户都能得到优质的访问质量的网站可以采用CDN来提高网站的体验水平。
较后引用网上找到的一个调查数据，为需要CDN的网站提高一些参考。
电信运营商，代表企业：中国电信、原中国网通
1.拥有巨大的带宽和网络优势，其带宽成本是弹性的，可以配置较优的CDN服务网络资本雄厚，有实力建设规模庞大的CDN网络，拥有品牌优势，与众多互联网公司关系密切，能够引导互联网公司使用CDN服务。
2.已建成流媒体等专用CDN网络在此基础上进行升级和改造，可快速推出多种CDN业务。
1.CDN行业属于技术驱动型产业，电信运营商的CDN技术储备较薄弱。
2.互联互通问题导致运营商只能在自己的网络上做CDN业务，跨网络运营的问题较难解决
3.CDN不是电信运营商的主营业务，缺乏运营经验和服务能力。
自建CDN的互联网企业，代表企业：优酷、土豆网等
1.节约服务成本，可控性高
2.免受CDN市场价格波动的困扰，利于成本降0
1.初期投资较大，且增加运营和研发成本
2.非核心业务，易分散对主营业务的精力
3.节点数少，不能有效满足需求
国外CDN服务商，代表企业：Akamai、Limelight Networks等
1.资金雄厚，具备技术、运营和服务实力，利于业务开展。
2.在国内开始建设节点，利于市场开拓。
1.与国内一些IDC和ISP采取代理合作的方式来销售自己的服务，难以大规模开展业务
2.非正规竞争，存在安全隐患，将域名解析权掌控在国外运营商的手里
免费自助CDN，国内的Webluker，国外的cloudflare
1.CDN产品免费提供，专注于对对网站运维技术的一站式解决。
2.自助式的CDN解决方案，简单易。
1.现在处于起步阶段，功能和服务能力比较弱
2.对于CDN服务内容有限制。
部分内容摘在互联网！
