随着互联网的发展,用户在使用网络时对网站的浏览速度和效果愈加重视,但由于网民数量激增,网络访问路径过长,从而使用户的访问质量受到严重影响。特别是当用户与网站之间的链路被突发的大流量数据拥塞时,对于异地互联网用户急速增加的地区来说,访问质量不良更是一个急待解决的问题。如何才能让各地的用户都能够进行高质量的访问,并尽量减少由此而产生的费用和网站管理压力呢?内容发布网络(Content Delivery Network,CDN)诞生了。
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中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”,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。CDN有别于镜像,因为它比镜像更智能,或者可以做这样一个比喻:CDN=更智能的镜像+缓存+流量导流。因而,CDN可以明显提高Internet网络中信息流动的效率。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题,提高用户访问网站的响应速度。
为什么要使用CDN加速?

1、局部热点效应
与目前现有的内容发布模式相比,CDN强调了网络在内容发布中的重要性。通过引入主动的内容管理层的和全局负载均衡,CDN从根本上区别于传统的内容发布模式。在传统的内容发布模式中,内容的发布由ICP的应用服务器完成,而网络只表现为一个透明的数据传输通道,这种透明性表现在网络的质量保证仅仅停留在数据包的层面,而不能根据内容对象的不同区分服务质量。此外,由于IP网的”尽力而为”的特性使得其质量保证是依靠在用户和应用服务器之间端到端地提供充分的、远大于实际所需的带宽通量来实现的。在这样的内容发布模式下,不仅大量宝贵的骨干带宽被占用,同时ICP的应用服务器的负载也变得非常重,而且不可预计。当发生一些热点事件和出现浪涌流量时,会产生局部热点效应,从而使应用服务器过载退出服务。这种基于中心的应用服务器的内容发布模式的另外一个缺陷在于个性化服务的缺失和对宽带服务价值链的扭曲,内容提供商承担了他们不该干也干不好的内容发布服务。
2、用户访问速度
纵观整个宽带服务的价值链,内容提供商和用户位于整个价值链的两端,中间依靠网络服务提供商将其串接起来。随着互联网工业的成熟和商业模式的变革,在这条价值链上的角色越来越多也越来越细分。比如内容/应用的运营商、托管服务提供商、骨干网络服务提供商、接入服务提供商等等。在这一条价值链上的每一个角色都要分工合作、各司其职才能为客户提供良好的服务,从而带来多赢的局面。从内容与网络的结合模式上看,内容的发布已经走过了ICP的内容(应用)服务器和IDC这两个阶段。IDC的热潮也催生了托管服务提供商这一角色。但是,IDC并不能解决内容的有效发布问题。内容位于网络的中心并不能解决骨干带宽的占用和建立IP网络上的流量秩序。因此将内容推到网络的边缘,为用户提供就近性的边缘服务,从而保证服务的质量和整个网络上的访问秩序就成了一种显而易见的选择。而这就是内容发布网(CDN)服务模式。CDN的建立解决了困扰内容运营商的内容”集中与分散”的两难选择,无疑对于构建良好的互联网价值链是有价值的,也是不可或缺的最优网站加速服务。
CDN的优点
1、本地Cache加速: 提高了企业站点(尤其含有大量图片和静态页面站点)的访问速度,并大大提高以上性质站点的稳定性。
2、镜像服务: 消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响,实现了跨运营商的网络加速,保证不同网络中的用户都能得到良好的访问质量。
3、远程加速: 远程访问用户根据DNS负载均衡技术 智能自动选择Cache服务器,选择最快的Cache服务器,加快远程访问的速度。
4、带宽优化: 自动生成服务器的远程Mirror(镜像)cache服务器,远程用户访问时从cache服务器上读取数据,减少远程访问的带宽、分担网络流量、减轻原站点WEB服务器负载等功能。
5、集群抗攻击: 广泛分布的CDN节点加上节点之间的智能冗于机制,可以有效地预防黑客入侵以及降低各种D.D.o.S攻击对网站的影响,同时保证较好的服务质量 。
CDN关键技术
1、内容发布:借助于建立索引、缓存、流分裂、组播(Multicast)等技术,将内容发布或投递到距离用户最近的远程服务点(POP)处;
2、内容路由:整体性的网络负载均衡技术,通过内容路由器中的重定向(DNS)机制,在多个远程POP上均衡用户的请求,以使用户请求得到最近内容源的响应;
4、内容交换:根据内容的可用性、服务器的可用性以及用户的背景,在POP的缓存服务器上,利用应用层交换、流分裂、重定向(ICP、WCCP)等技术,智能地平衡负载流量;
5、性能管理:通过内部和外部监控系统,获取网络部件的状况信息,测量内容发布的端到端性能(如包丢失、延时、平均带宽、启动时间、帧速率等),保证网络处于最佳的运行状态。
用户访问CDN服务的流程
1、用户请求页面,域名解析的请求发送到网站的DNS域名解析服务器;
2、网站的DNS服务器将请求指向到智能DNS负载均衡系统;
3、智能DNS负载均衡系统对域名进行智能解析,将响应速度最快的CDN节点IP返回给用户;
4、浏览器向速度最快的CDN节点发出访问请求;
5、如果请求的内容是第一次访问,CDN节点将回到数据中心获取用户请求的数据,缓存并发给用户;
6、当有其他用户再次访问同样内容时,CDN将直接将缓存数据返回给客户,完成请求/服务过程。