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web前端效能優化之CDN

什麼是CDN

CDN (Content Delivery Network) 可直譯成內容分發網路。CDN的本質仍然李詠快取技術快取, 解決的是__如何將資料快速可靠從源站傳遞到使用者的問題__。使用者獲取資料時,不需要直接從源站獲取,通過CDN對於資料的分發,使用者可以從一個較優的伺服器獲取資料,從而達到快速訪問,並減少源站負載壓力的目的。

CDN加速動機

為什麼不從源站進行資料的直接交付,即讓使用者直接從源站獲取資料呢?
如果網路上的資料都使用從源站直接交付到使用者的方法,那麼將極有可能會出現訪問擁塞的情況。
如果能有一種技術方案,將資料快取在離使用者最近的地方,使使用者以最快的速度獲取

,那這對於減少網站的出口頻寬壓力,減少網路傳輸的擁堵情況,將起到很大的作用。CDN正是這樣一種技術方案。

CDN原理

使用者在通過瀏覽器訪問未使用CDN加速的網站的大致過程如下:

  1. 使用者在瀏覽器中輸入要訪問的域名。
  2. 瀏覽器向DNS伺服器請求對該域名的解析。
  3. DNS伺服器返回該域名的IP地址給瀏覽器。
  4. 瀏覽器使用該IP地址向伺服器請求內容。
  5. 伺服器將使用者請求的內容返回給瀏覽器。

如果使用了CDN,則其過程會變成以下這樣

  1. 使用者在瀏覽器中輸入要訪問的域名。
  2. 瀏覽器向DNS伺服器請求對域名進行解析。由於CDN對域名解析進行了調整,DNS伺服器會最終將域名的解析權交給CNAME指向的CDN專用DNS伺服器。
  3. CDN的DNS伺服器將CDN的負載均衡裝置IP地址返回給使用者。
  4. 使用者向CDN的負載均衡裝置發起內容URL訪問請求。
  5. CDN負載均衡裝置會為使用者選擇一臺合適的快取伺服器提供服務。
    選擇的依據包括:
    根據使用者IP地址,判斷哪一臺伺服器距離使用者最近;
    根據使用者所請求的URL中攜帶的內容名稱,判斷哪一臺伺服器上有使用者所需內容;
    查詢各個伺服器的負載情況,判斷哪一臺伺服器的負載較小。
    基於以上這些依據的綜合分析之後,負載均衡設定會把快取伺服器的IP地址返回給使用者。
  6. 使用者向快取伺服器發出請求。
  7. 快取伺服器響應使用者請求,將使用者所需內容傳送到使用者。
    如果這臺快取伺服器上並沒有使用者想要的內容,而負載均衡裝置依然將它分配給了使用者,那麼這臺伺服器就要向它的上一級快取伺服器請求內容,直至追溯到網站的源伺服器將內容拉取到本地。

總結

在網站和使用者之間引入CDN之後,使用者不會有任何與原來不同的感覺。
使用CDN服務的網站,只需將其域名的解析權交給CDN的負載均衡裝置,CDN負載均衡裝置將為使用者選擇一臺合適的快取伺服器,使用者通過訪問這臺快取伺服器來獲取自己所需的資料。
由於快取伺服器部署在網路運營商的機房,而這些運營商又是使用者的網路服務提供商,因此使用者可以以最短的路徑,最快的速度對網站進行訪問。因此,CDN可以加速使用者訪問速度,減少源站中心負載壓力。