什么是CDN？它解决了什么难题？5分钟让你明明白白！

CDN（内容分发网络）是一种将内容分发到全球各地的网络节点，以加速用户访问。它通过将源站的内容缓存到多个边缘节点，实现用户本地快速获取，解决网络拥塞和带宽不足的问题。CDN的主要作用包括加速网站访问、跨运营商和地域覆盖、保障安全性和提高可用性，同时降低成本并支持异地备援，帮助用户提升网站性能和用户体验。CDN的工作原理是通过DNS解析将请求导向最近的节点，缓存内容以减少源站压力。其应用场景广泛，包括网站加速、视音频分发、直播流媒体、移动应用加速等，显著提升了用户访问速度和网站运营效率。

CDN这个词在技术圈中时常提及，具体操作层面的讨论，比如CDN节点的配置、加速策略的优化等，当同事们展开此类话题时，听起来好像都只是敷衍式地点头，对吧？

CDN其实具有重要作用，我们每天都在受益于CDN带来的各种便利，但这种便利往往被我们忽视。例如，在线教育 创立初期，线上教学的效果确实存在较大缺陷，画面模糊、声音与视频同步出现偏差等问题，这些问题对在线教育的日常运营产生了重大影响。然而，CDN凭借其低时延的特点，成功实现了数据的即时传输，为在线教育提供了快速响应和流畅体验的解决方案。

在电子商务领域，每一次大促销背后都预示着电商交易流量的高峰即将到来。要让电商走得更远、更顺畅地发展，离不开CDN技术的支持。CDN系统通过丰富的带宽资源，建立了充足的冗余储备，确保在用户访问量激增时，能够迅速而灵活地调配资源，避免用户的“访问洪峰”对购物体验造成影响，同时有效缓解源站压力，充分保障平台的访问响应速度和交易成功率。

在现代人的日常娱乐中，刷短视频已经成为一种重要的方式，例如使用抖音和快手等应用。通过CDN技术，网页静态资源得到优化加速分发，有效降低网页加载时间，从而让观看视频的体验更加流畅。

还有许多场景都能看到CDN在背后发挥着重要作用，那么CDN到底是什么，它到底解决了哪些问题？它的原理又是什么？今天就让我们一起来了解一下吧！

首先要明白什么是CDN？

CDN的英文缩写是Content Delivery Network，中文名称为内容分发网络。该网络由承载网作为基础，通过在不同区域部署边缘服务器集群进行构建。

CDN在多个领域具有广泛的应用，能够为不同行业和应用场景提供内容加速支持。例如，图像处理方面，包括小文件和大型文件的下载；视频与音频的点播服务，涵盖实时流媒体和离线回放；此外，还提供全方位内容加速，包括全站性和安全性的优化加速服务。

参考阿里云官网提供的实例，简要阐述CDN的工作机制。假设目标网站为www.a.com，通过CDN网络接入，开启加速服务后，当终端用户（北京）向目标网站发起HTTP请求时，处理流程如下：首先，用户请求会被CDN服务器接收；然后，CDN服务器将请求转发至其 cached副本；最后，用户将接收到预存于 CDN 服务器的响应内容。

当北京的终端用户向www.a.com指定资源发起请求时，首先向本地DNS（LDNS）发起域名解析请求。LDNS检查缓存，若发现www.a.com的IP地址记录存在，则直接返回该IP地址给终端用户；若缓存中无记录，则转而向授权DNS查询。当授权DNS服务器解析www.a.com时，返回与域名CNAME www.a.tbcdn.com对应的IP地址。该解析请求被发送至阿里云DNS调度系统，系统将为请求分配最合适的节点IP地址。LDNS服务器获取DNS返回的解析IP地址。用户端获取解析IP地址。用户向解析后的IP地址发起对该资源的访问请求。

• 如果该IP地址对应的节点已缓存该资源，则会立即返回给用户，如图所示，步骤7和8已结束请求。
  • 如果该IP地址对应的节点未缓存该资源，则节点将发起对该资源的请求。获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略，将缓存至节点，如图所示，北京节点已完成缓存并返回给用户，请求已结束。

从这个例子可以了解到：

1. CDN的加速资源与域名绑定在一起。
2. 在DNS分查找附近CDN节点（边缘服务器）的过程中，IP地址会被获取。
3. 当IP地址访问实际资源时，若CDN节点未缓存该资源，系统会向源站发起请求获取资源，并将获取的资源缓存于CDN节点。这样，当用户再次访问时，CDN节点将提供已缓存的资源，提升访问速度。

简单来说，CDN就是通过将站点内容分发至全球广泛分布的加速节点，以确保用户能够便捷地获取所需内容。

CDN主要解决这么些问题:

• 物理距离过长，通信过程需经过多级网络转发，导致传输时延波动较大;
• 不同运营商之间的通信连接需要经过绕线传输，以确保信号正常传递;
• 网络带宽处理能力受限，当系统面临海量请求时，系统响应速度和处理可用性均会受到影响。

CDN工作原理

CDN的工作原理基于将网站的资源存储在遍布全国的CDN节点中，当用户请求资源时，CDN会就近提供节点中存储的资源，避免所有用户的请求都直接返回您的网站，从而减轻网络拥塞、分担服务器压力，并确保用户能够快速、顺畅地访问所需资源。

为什么要用 CDN？

如果你在经营一家网站，那你应该知道几点因素是你制胜的关键：

• 内容有吸引力
• 访问速度快
• 支持频繁的用户互动
• 可以在各处浏览无障碍

另外，网站需要在复杂的网络环境中稳定运行，同时确保全球用户访问体验良好。随着功能的不断扩展，网站将需要处理越来越多的对象（如图片、帧、CSS及APIs）以及各种操作（如分享、跟踪等），这将导致系统规模的增大。然而，系统性能的下降将直接导致用户的流失。

研究表明，Google及其他主要网站的数据显示，一个网站每延迟一秒，都会导致大量访客流失，而且这些访客可能永远不会再访问这些网站。可以想象，如果将网站视为盈利渠道或品牌窗口，那么网站速度慢将构成致命威胁。

这就是你使用CDN的第一个也是最重要的原因：为了加速网站的访问

除此之外，CDN还有一些作用：

1. 为了实现跨运营商、跨地域的全网覆盖

由于互联不畅、区域ISP的地域局限性以及出口带宽受到限制等因素，导致网站无法实现跨区域访问。通过构建全球范围内的CDN加速网络，并与全球主要运营商建立战略合作伙伴关系，合理规划CDN边缘节点的部署位置，充分释放网络带宽资源，实现源站流量的均衡处理。

2. 为了保障你的网站安全

CDN的负载均衡和分布式存储技术，能够有效提升网站的可靠性，无形之中为你的网站提供了防护机制，能够应对绝大多数的互联网攻击事件。防攻击系统能够有效防止网站遭受恶意攻击。

3. 为了异地备援

当某个服务器出现意外故障时，系统将切换到最近的正常运行的服务器节点以提供服务，从而确保网站的可用性几乎达到100%。这样做的结果是，你可以实现网站的持续可用性。

4. 为了节约成本投入

通过CDN加速技术，网站可实现全国范围内的快速部署。无需为网站的部署和后续的维护而烦恼，因为通过CDN加速，网站可实现快速构建和同步。服务器之间通过镜像同步实现快速同步，无需为维护技术人员的管理与调度而操心。从而节省了人力、物力和财力资源。

5. 为了让你更专注业务本身

这些CDN加速服务提供商通常会提供一个综合性的服务方案，不仅局限于CDN，还包括云存储、大数据服务、视频云服务等多个方面。同时，这些服务提供商通常会配备专业的运维支持团队，提供全天候的网络监控和管理服务，确保网络运行的稳定性和可靠性。此外，这些服务提供商会将更多的人力资源和精力投入到自身核心业务的开发和优化中。

CDN与传统网站访问的区别

CDN的核心功能是通过分布在不同地理位置的服务器存储内容。采用负载均衡技术，将用户的请求路由至最适合的缓存服务器，以确保内容快速获取。例如，针对北京地区的用户，系统会自动分配请求至北京地区的缓存节点；而对于深圳的用户，则会定向至深圳地区的缓存节点。通过就近访问策略，有效提升用户对网站内容的快速访问体验。该系统不仅能够缓解网络带宽压力，还能有效提升用户对网络资源的快速访问速度。

传统访问访问：

使用了CDN的网站访问：

相较于传统访问方式，CDN网络采用了不同的机制，在用户与服务器之间设置了高效的缓存层结构，将用户请求路由至最优缓存节点以实现对目标资源的快速访问，而非直接连接至服务器的原生站点。这种设计不仅降低了网络传输延迟，还显著提升了访问速度。

完整的CDN工作流程：

借助专业的DNS服务器，实现最优节点的选择；借助缓存机制，降低源站压力。

CDN的应用场景

1、网站站点/应用加速

加速站点或应用中静态资源的分发工作，建议对站点内容进行静态与动态分离。动态文件可以结合云服务器ECS进行处理，静态资源如图片、网页代码、样式表、脚本代码等，建议将静态资源存储在对象存储OSS中，有助于提升内容加载速度，轻松实现网站图片、短视频等内容的分发流程。

2、视音频点播/大文件下载分发加速

该系统涵盖多种文件类型，包括视频文件和大文件的下载与分发，旨在加速在线点播相关业务。支持的视频文件格式包括mp4和flv，且单个文件大小要求为20M以上。主要应用场景涉及视音频点播服务和大文件下载，后者涵盖安装包下载等场景。建议与对象存储OSS协同使用，以提高回源效率，降低约三分之二的回源带宽需求。

3、视频直播加速

该视频流媒体直播服务系统整合了媒资存储、切分式转码、权限认证、内容分发加速等技术方案，形成了一体化服务架构。通过动态优化资源分配，系统能够根据实时流量变化，有效处理突发流量高峰；配合高效率的媒体转码服务，实现并行处理能力，同时任务规模自然延伸。

4、移动应用加速

移动APP对apk文件的更新内容进行分发，同时对APP内图片、页面、短视频、UGC等多媒体内容经过优化后加速分发。通过提供httpDNS服务，可以有效避免DNS劫持，同时确保用户获得实时精确的DNS解析结果，从而显著缩短访问时间，提升整体用户体验。

CDN相关的术语解释

1、Origin Server源站

做 CDN 之前的客户真正的服务器。

2、User

访问者，也就是要访问网站的网民。

3、Last Mile

最后一公里，也就是网民到他所访问到的 CDN 服务器之间的路径。

4、域名

网络地址是全球互联网上一个服务器或网络节点的标识符，每个网络地址都是独一无二的。在全球范围内，每个网络地址都是独一无二的。

5、CNAME记录

这是一个CNAME别名记录（CNAME）；当DNS系统在查询CNAME左侧名称时，都会转达至CNAME右侧名称进行查询，一直追踪到最后的PTR或A记录，成功后才会作出回应，否则返回失败信息。

6、CNAME域名

在服务器控制台配置完成后，您将获得一个加速后的域名，命名为CNAME域名（该域名必为*.*http://wljslmz.com）。用户只需将自己的域名配置为CNAME指向这个*.*http://wljslmz.com的域名，即可完成域名解析的转移。从此，该域名的所有请求都将成功转向云CDN的节点，实现高效的网络资源分配。

7、DNS

Domain Name System（DNS）即为域名解析服务，其主要功能是将域名自动转换为对应的IP地址。它在互联网中的作用是将域名转换为网络可识别的IP地址。人们通常更倾向于记忆域名，而机器之间则仅识别IP地址。由于域名与IP地址之间存在一一对应的关系，它们之间的转换过程被称为域名解析。该过程由专门的DNS服务器完成，整个过程是自动化的。例如，当你在浏览器中输入“百度”时，系统会自动将其转换为220.181.112.143。

8、边缘节点

也可称为CDN节点、Cache节点等，它是基于网络系统的复杂结构提出的一个概念，具体指距离最终用户接入具有中间环节较少的网络节点，这类节点对最终接入用户具有较好的响应能力以及较快的连接速度。其主要功能是将访问频率较高的网页内容和对象存储在服务器前端的专用缓存设备上，从而显著提升网站的访问速度和用户体验。

9、cache

高速缓冲存储器，一种特殊的存储器子系统，其中存储了频繁访问的数据，以提高快速访问效率。高速缓冲存储器通过存储频繁访问的RAM位置及其对应的数据项地址，显著提升了数据获取速度。当处理器引用存储器中的某个地址时，高速缓冲存储器会检查该地址是否存在。如果存在该地址，则将相关数据返回给处理器；如果未保存该地址，则执行常规的存储器访问流程。由于高速缓冲存储器的访问速度通常快于主RAM，因此在微处理器速度远超RAM访问速度时，通常优先使用高速缓冲存储器。