Ein Artikel hilft Ihnen dabei, klar zu verstehen, was CDN ist.

1. Was ist ein CDN?

Der vollständige Name von CDN lautet Content Delivery Network, also Content Distribution Network. Sein Zweck besteht darin, dem vorhandenen Internet eine neue Schicht der CACHE-Schicht (Caching) hinzuzufügen und den Inhalt der Website auf dem Knoten zu veröffentlichen, der dem Netzwerkrand des Benutzers am nächsten liegt, sodass Benutzer die erforderlichen Inhalte in der Nähe erhalten und verbessern können Benutzererfahrung. Reaktionsfähigkeit des Zugriffs auf die Website. Beheben Sie technisch die Gründe wie geringe Netzwerkbandbreite, große Anzahl von Benutzerbesuchen, ungleichmäßige Verteilung der Verkaufsstellen usw. und verbessern Sie die Reaktionsgeschwindigkeit der Benutzer, die die Website besuchen.

Vereinfacht ausgedrückt besteht das Funktionsprinzip von CDN darin, die Ressourcen Ihrer Quellsite auf CDN-Knoten auf der ganzen Welt zwischenzuspeichern. Wenn Benutzer Ressourcen anfordern, geben sie die auf dem nächstgelegenen Knoten zwischengespeicherten Ressourcen zurück, anstatt zu verlangen, dass die Anfrage jedes Benutzers zu Ihrem zurückkehrt. Durch den Bezug von der Quellsite wird eine Netzwerküberlastung vermieden, die Quellsite entlastet und die Geschwindigkeit und Erfahrung sichergestellt Benutzer, die auf Ressourcen zugreifen.

CDN

Der Optimierungseffekt von CDN auf das Netzwerk spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider

Lösung des „First-Mile“-Problems auf der Serverseite

Mildern oder beseitigen Sie die Auswirkungen von Verbindungsengpässen zwischen verschiedenen Betreibern

Den Exportbandbreitendruck der Provinzen verringern

Entlasten Sie das Backbone-Netzwerk

Die Verbreitung aktueller Inhalte im Internet wurde optimiert

2. Funktionsprinzip von CDN

CDN 002

Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, ist der Prozess für einen Benutzer, auf eine Website zuzugreifen, die kein CDN-Caching verwendet, wie folgt:

Der Benutzer gibt den zu besuchenden Domänennamen ein und das Betriebssystem fragt LocalDns nach der IP-Adresse des Domänennamens

LocalDns fragt ROOT DNS nach dem autorisierenden Server des Domänennamens ab (dies setzt voraus, dass der LocalDns-Cache abläuft).

ROOT DNS antwortet auf den DNS-Eintrag zur Domänennamenautorisierung an LocalDns

Nachdem LocalDns den autorisierten DNS-Eintrag des Domänennamens erhalten hat, fragt es weiterhin die IP-Adresse des Domänennamens vom autorisierten DNS des Domänennamens ab

Nachdem der Domänennamen-Autorisierungs-DNS den Domänennamen-Datensatz abgefragt hat, antwortet er auf LocalDns

LocalDns erhält die IP-Adresse des Domänennamens und antwortet dem Client

Nachdem der Benutzer die IP-Adresse des Domänennamens erhalten hat, besucht er den Site-Server

Der Site-Server antwortet auf die Anfrage und gibt den Inhalt an den Client zurück

CDN-Zugriffsprozess

CDN 003

Aus der obigen Abbildung können wir ersehen, dass der Zugriffsprozess der Website nach Verwendung des CDN-Cache wie folgt aussieht:

Der Benutzer gibt den zu besuchenden Domänennamen ein und das Betriebssystem fragt LocalDns nach der IP-Adresse des Domänennamens.
LocalDns fragt ROOT DNS nach dem autorisierenden Server des Domänennamens ab (dies setzt voraus, dass der LocalDns-Cache abläuft).
ROOT DNS antwortet auf den DNS-Eintrag zur Domänennamenautorisierung an LocalDns
Nachdem LocalDns den autorisierten DNS-Eintrag des Domänennamens erhalten hat, fragt es weiterhin die IP-Adresse des Domänennamens vom autorisierten DNS des Domänennamens ab
Nachdem der Domänennamen-Autorisierungs-DNS den Domänennamen-Datensatz (normalerweise CNAME) abgefragt hat, antwortet er auf LocalDns
Nachdem LocalDns den Domänennamendatensatz erhalten hat, fragt es die IP-Adresse des Domänennamens vom intelligenten Scheduling-DNS ab
Smart Scheduling DNS antwortet auf LocalDns mit der am besten geeigneten CDN-Knoten-IP-Adresse gemäß bestimmten Algorithmen und Strategien (z. B. statische Topologie, Kapazität usw.).
LocalDns erhält die IP-Adresse des Domänennamens und antwortet dem Client
Nachdem der Benutzer die IP-Adresse des Domänennamens erhalten hat, besucht er den Site-Server
Der CDN-Knotenserver antwortet auf die Anfrage und gibt den Inhalt an den Client zurück. (Einerseits speichert der Cache-Server sie lokal zur späteren Verwendung und andererseits gibt er die erfassten Daten an den Client zurück, um den Datendienstprozess abzuschließen.)

Aus der obigen Analyse können wir schließen, dass es notwendig ist, DNS (Domain Name Resolution) zu verwenden, um Benutzer zu führen, um einen transparenten Zugriff für normale Benutzer zu erreichen (der Benutzer-Client muss nach der Verwendung des Caches keine Einstellungen vornehmen). Greifen Sie auf den Cache-Server zu, um transparente Beschleunigungsdienste zu erreichen. Da der erste Schritt für Benutzer beim Besuch einer Website die Auflösung des Domänennamens ist, ist dies die einfachste und effektivste Möglichkeit, Benutzer durch Ändern des DNS zum Besuch zu leiten.

Komponenten eines CDN-Netzwerks

Für normale Internetnutzer entspricht jeder CDN-Knoten einem um ihn herum platzierten Webserver.

Durch die DNS-Übernahme wird die Anfrage des Benutzers transparent an den nächstgelegenen Knoten weitergeleitet und der CDN-Server im Knoten reagiert auf die Anfrage des Benutzers genau wie der ursprüngliche Server der Website. Da es näher am Benutzer ist, ist die Reaktionszeit zwangsläufig schneller.

Der in der Abbildung oben durch den gepunkteten Kreis eingekreiste Teil ist die CDN-Schicht, die sich zwischen dem Client und dem Site-Server befindet.

Intelligentes Planungs-DNS (z. B. 3DNS von f5)

Smart Scheduling DNS ist ein Schlüsselsystem im CDN-Dienst. Wenn ein Benutzer eine Website besucht, die dem CDN-Dienst beitritt, wird die Anfrage zur Auflösung des Domänennamens schließlich von „Smart Scheduling DNS“ bearbeitet.

Durch eine Reihe vordefinierter Richtlinien wird dem Benutzer die Knotenadresse bereitgestellt, die ihm zu diesem Zeitpunkt am nächsten liegt, sodass der Benutzer einen schnellen Service erhalten kann.

Gleichzeitig muss die Kommunikation mit den an verschiedenen Orten verteilten CDN-Knoten aufrechterhalten, der Gesundheitszustand, die Kapazität und andere Informationen jedes Knotens verfolgt und sichergestellt werden, dass die Benutzeranfrage dem nächstgelegenen verfügbaren Knoten zugewiesen wird.

Cache-Funktionsdienst

Lastausgleichsgeräte (z. B. lvs, BIG/IP von F5)

Content-Cache-Server (z. B. Squid)

Geteiltes Lager

3. Begriffserklärung

CNAME-Eintrag

CNAME ist ein Alias (kanonischer Name); Es kann verwendet werden, um einen Domänennamen in einen anderen Domänennamen aufzulösen. Wenn das DNS-System den Namen auf der linken Seite des CNAME abfragt, wendet es sich an den Namen auf der rechten Seite des CNAME und fragt dann bis zum letzten PTR- oder A-Namen ab. Es antwortet erst nach einer erfolgreichen Antwort Abfrage, andernfalls wird es fehlschlagen.

Wenn Sie beispielsweise viele Daten auf einem Server gespeichert haben und „docs.example.com“ verwenden, um auf diese Ressourcen zuzugreifen, Sie aber „documents.example.com“ auch auf diese Ressourcen zugreifen möchten, können Sie einen CNAME-Eintrag zu Ihrer DNS-Auflösung hinzufügen Dienstanbieter, verweisen Sie auf „documents.example.com“, „docs.example.com“. Nach diesem CNAME-Eintrag werden alle Zugriffsanfragen „documents.example.com“ an „docs.example.com“ weitergeleitet, um denselben Inhalt zu erhalten.

CNAME-Domänenname

Wenn Sie auf das CDN zugreifen, erhalten Sie nach dem Hinzufügen des beschleunigten Domänennamens in der Konsole des CDN-Anbieters einen CNAME-Domänennamen, der Ihnen vom CDN zugewiesen wird. Sie müssen Ihrem DNS-Auflösungsdienstanbieter einen CNAME-Eintrag hinzufügen, um Ihren beschleunigten Domänennamen auf diesen CNAME-Domänennamen zu verweisen, sodass alle Anforderungen für diesen Domänennamen an den CDN-Knoten weitergeleitet werden, um den Beschleunigungseffekt zu erzielen.

DNS

DNS steht für Domain Name System und bedeutet Auflösungsdienst für Domänennamen. Seine Aufgabe im Internet besteht darin, den Domänennamen in eine IP-Adresse umzuwandeln, die vom Netzwerk erkannt werden kann. Menschen sind es gewohnt, sich Domänennamen zu merken, Maschinen erkennen jedoch nur IP-Adressen. Es besteht eine Eins-zu-eins-Entsprechung zwischen Domainnamen und IP-Adressen. Die Konvertierungsarbeit zwischen ihnen wird als Domänennamenauflösung bezeichnet. Die Auflösung von Domänennamen muss von einem dedizierten Server für die Auflösung von Domänennamen durchgeführt werden. Der Vorgang erfolgt automatisch. Beispiel: www.baidu.com, das beim Surfen im Internet eingegeben wird, wird automatisch in 220.181.112.143 umgewandelt.

Zu den gängigen Anbietern von DNS-Auflösungsdiensten gehören: Alibaba Cloud Resolution, Wanwang Resolution, DNSPod, Xinwang Resolution, Route53 (AWS), Dyn, Cloudflare usw.

Zurück zum Quellhost

Back-to-Origin-Host: Der Back-to-Origin-Host bestimmt die spezifische Site auf der Ursprungs-Site, auf die die Back-to-Origin-Anfrage zugreift.

Beispiel 1: Die Quellsite ist ein Domänenname. Die Quellseite ist www.a.com und der Back-to-Source-Host ist www.b.com. Dann ist die eigentliche Back-to-Source-Anfrage die IP, die in „www.a.com“ aufgelöst wird, und die Site „www.b.com“ auf dem entsprechenden Host

Beispiel 2: Die Quell-Site ist die IP-Quell-Site 1.1.1.1 und der Back-to-Source-Host ist www.b.com, dann ist die eigentliche Back-to-Source die Site www.b.com auf dem Host entsprechend 1.1.1.1

Protokoll zurück zur Quelle

Das beim Zurückverweisen auf die Quelle verwendete Protokoll stimmt mit dem Protokoll überein, das beim Zugriff des Clients auf die Ressource verwendet wird. Wenn der Client also HTTPS zum Anfordern der Ressource verwendet, wird die Ressource vom Knoten verwendet, wenn sie nicht auf dem CDN-Knoten zwischengespeichert ist Verwenden Sie dieselbe HTTPS-Methode, um zur Quelle zurückzukehren und die Ressource abzurufen. Wenn der Client eine Anfrage über das HTTP-Protokoll stellt, verwendet der CDN-Knoten ebenfalls das HTTP-Protokoll, wenn er zur Quelle zurückkehrt.

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