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CDN用户访问流程图

  1. 用户向浏览器输入 www.web.com 这个域名,浏览器第一次发现本地没有 dns 缓存,则向网站的 DNS 服务器请求;

  2. 网站的 DNS 域名解析器设置了 CNAME,指向了 www.web.51cdn.com, 请求指向了 CDN 网络中的智能 DNS 负载均衡系统;

  3. 智能 DNS 负载均衡系统解析域名,把对用户响应速度最快的 IP 节点返回给用户;

  4. 用户向该 IP 节点(CDN 服务器)发出请求;

  5. 由于是第一次访问,CDN 服务器会向原 web 站点请求,并缓存内容;

  6. 请求结果发给用户。

CDN 网络是在用户和服务器之间增加 Cache 层,如何将用户的请求引导到 Cache 上获得源服务器的数据,主要是通过接管 DNS 实现,这就是 CDN 的最基本的原理,当然很多细节没有涉及到,比如第 1 步,首先向本地的 DNS 服务器请求。第 5 步,内容淘汰机制(根据 TTL)等。但原理大体如此。

当用户访问加入 CDN 服务的网站时,域名解析请求将最终交给全局负载均衡 DNS 进行处理。全局负载均衡 DNS 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,使用户能够得到快速的服务。同时,它还与分布在世界各地的所有 CDNC 节点保持通信,搜集各节点的通信状态,确保不将用户的请求 分配到不可用的 CDN 节点上,实际上是通过 DNS 做全局负载均衡。

对于普通的 Internet 用户来讲,每个 CDN 节点就相当于一个放置在它周围的 WEB。通过全局负载均衡 DNS 的控制,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。

每个 CDN 节点由两部分组成: 负载均衡设备和高速缓存服务器

负载均衡设备负责每个节点中各个 Cache 的负载均衡,保证节点的工作效率; 同时,负载均衡设备还负责收集节点与周围环境的信息,保持与全局负载 DNS 的通信,实现整个系统的负载均衡。CDN 的管理系统是整个系统能够正常运转的保证。它不仅能对系统中的各个子系统和设备进行实时监控,对各种故障产生相应的告警,还可以实时监测到系统中 总的流量和各节点的流量,并保存在系统的数据库中,使网管人员能够方便地进行进一步分析。通过完善的网管系统,用户可以对系统配置进行修改。

理论上,最简单的 CDN 网络有一个负责全局负载均衡的 DNS 和各节点一台 Cache,即可运行。DNS 支持根据用户源 IP 地址解析不同的 IP,实现 就近访问。为了保证高可用性等,需要监视各节点的流量、健康状况等。一个节点的单台 Cache 承载数量不够时,才需要多台 Cache,多台 Cache 同时 工作,才需要负载均衡器,使 Cache 群协同工作。