CDN服务缓存概述

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在不同地域的用户访问网站的响应速度存在差异,为了提高用户访问的响应速度、优化现有Internet中信息的流动,需要在用户和服务器间加入中间层CDN. 使用户能以最快的速度,从最接近用户的地方获得所需的信息,彻底解决网络拥塞,提高响应速度,是目前大型网站使用的流行的应用方案.

1. CDN 概述
CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的CACHE(缓存)层,将网站的内容发布到最接近用户的网络"边缘"的节点,使用户可以就近取得所需的内容,提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因,提高用户访问网站的响应速度。

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在不同地域的用户访问网站的响应速度存在差异,为了提高用户访问的响应速度、优化现有Internet中信息的流动,需要在用户和服务器间加入中间层CDN. 使用户能以最快的速度,从最接近用户的地方获得所需的信息,彻底解决网络拥塞,提高响应速度,是目前大型网站使用的流行的应用方案.
1. CDN 概述
CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的CACHE(缓存)层,将网站的内容发布到最接近用户的网络"边缘"的节点,使用户可以就近取得所需的内容,提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因,提高用户访问网站的响应速度。
如果多台 Cache 加速服务器且分布在不同地域,需要通过有效地机制管理 Cache 网络,引导用户就近访问 ( 比如通过 DNS 引导用户 ),全局负载均衡流量,这是 CDN 内容传输网络的基本思想。
CDN 对网络的优化作用主要体现在如下几个方面 - 解决服务器端的“第一公里”问题 - 缓解甚至消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响 - 减轻了各省的出口带宽压力 - 缓解了骨干网的压力 -优化了网上热点内容的分布

2. CDN 的工作原理
2.1. 传统访问过程(未加速缓存服务)
我们先看传统的未加缓存服务的访问过程,以便了解CDN缓存访问方式与未加缓存访问方式的差别:

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由上图可见,用户访问未使用CDN缓存网站的过程为:
用户输入访问的域名,操作系统向 LocalDns 查询域名的ip地址.
LocalDns向 ROOT DNS 查询域名的授权服务器(这里假设LocalDns缓存过期)
ROOT DNS将域名授权dns记录回应给 LocalDns
LocalDns得到域名的授权dns记录后,继续向域名授权dns查询域名的ip地址
域名授权dns 查询域名记录后,回应给 LocalDns
LocalDns 将得到的域名ip地址,回应给 用户端
用户得到域名ip地址后,访问站点服务器
站点服务器应答请求,将内容返回给客户端.

2.2. CDN访问过程(使用缓存服务)
CDN网络是在用户和服务器之间增加Cache层,主要是通过接管DNS实现,将用户的请求引导到Cache上获得源服务器的数据
下面让我们看看访问使用CDN缓存后的网站的过程:

3.png


通过上图,我们可以了解到,使用了CDN缓存后的网站的访问过程变为:
用户输入访问的域名,操作系统向 LocalDns 查询域名的ip地址.
LocalDns向 ROOT DNS 查询域名的授权服务器(这里假设LocalDns缓存过期)
ROOT DNS将域名授权dns记录回应给 LocalDns
LocalDns得到域名的授权dns记录后,继续向域名授权dns查询域名的ip地址
域名授权dns 查询域名记录后(一般是CNAME),回应给 LocalDns
LocalDns 得到域名记录后,向智能调度DNS查询域名的ip地址
智能调度DNS 根据一定的算法和策略(比如静态拓扑,容量等),将最适合的CDN节点ip地址回应给 LocalDns
LocalDns 将得到的域名ip地址,回应给 用户端
用户得到域名ip地址后,访问站点服务器
CDN节点服务器应答请求,将内容返回给客户端.(缓存服务器一方面在本地进行保存,以备以后使用,二方面把获取的数据返回给客户端,完成数据服务过程)
通过以上的分析我们可以得到,为了实现对普通用户透明(使用缓存后用户客户端无需进行任何设置)访问,需要使用DNS(域名解析)来引导用户来访问Cache服务器,以实现透明的加速服务. 由于用户访问网站的第一步就是 域名解析 ,所以通过修改dns来引导用户访问是最简单有效的方式.

2.3. CDN网络的组成要素
对于普通的Internet用户,每个CDN节点就相当于一个放置在它周围的网站服务器.
通过对dns的接管,用户的请求被透明地指向离他最近的节点,节点中CDN服务器会像网站的原始服务器一样,响应用户的请求.
由于它离用户更近,因而响应时间必然更快.
从上面图中 虚线圈起来的那块,就是CDN层,这层是位于 用户端 和 站点服务器之间.
智能调度DNS(比如f5的3DNS)
智能调度DNS是CDN服务中的关键系统.当用户访问加入CDN服务的网站时,域名解析请求将最终由 智能调度DNS 负责处理.
它通过一组预先定义好的策略,将当时最接近用户的节点地址提供给用户,使用户可以得到快速的服务.
同时它需要与分布在各地的CDN节点保持通信,跟踪各节点的健康状态,容量等,确保将用户的请求分配到就近可用的节点上.
缓存功能服务
负载均衡设备(如lvs,F5的BIG/IP)
内容Cache服务器(如squid)
共享存储(根据缓存数据量多少决定是否需要)

5. 总结(Summary)
在建立CDN网路时,最关键的就是 智能调度DNS,这个是CND网络总协调,通过高效的调度算法,可以使用户得到最佳的访问体验.
其次就是 CND节点的管理,比如涉及到 内容的同步机制,配置文件的更新等等,都需要有一套机制来保证.
当然在大型网站中,也要考建设CDN体系的成本和回报率.

帖子内容转自:http://www.51know.info/system_performance/cdn/cdn.html#toc1
2013-03-18 21:39 举报
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So Long

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内容比较好,已读,谢谢楼主!
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学习求生存 - openstack运维工程师

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楼主,有没有更多的资料,分享下,我这边急需

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