什么是CDN-CDN的原理

现在这个移动互联网期间，越来越多的人使用手机观看视频，丰富本身的娱乐生存。
但是，各人在追剧的时间，有没有想过一个题目——为什么偶然候明显本身手机的网速很快，但观看视频时，仍旧卡顿？

回复这个题目之前，我们先来做一道算术题。
以之前很火的“延禧攻略”为例，当时曾经在某视频APP实现了1千万用户同时在线观看。
如果各人观看的是1080p清楚度的视频（理论上必要4Mbps带宽），那么，累计必要的流量带宽是10,000,000×4Mbps=40,000,000Mbps=40Tbps。
对于优酷、爱奇艺如许的互联网视频内容提供商来说，这无疑优劣常巨大的流量压力。
我们平常盘算机的网卡，是1Gbps的带宽。如果优酷有一台超等服务器，那么，这台超等服务器就必要4万块网卡，而且必须百分之百跑满速率，才华够实现这1千万用户的流通观看。
对于一些力气不敷的服务商，大概突发流量陡增的环境，就会造成拥塞，从而导致卡顿和延时。
有这么一个说法：当用户打开一个页面，期待凌驾4秒，他就会关闭这个页面。也就是说，这个用户就会流失。
用户的流失，就意味着款子的流失。没有任何一家互联网服务提供商盼望如许的环境发生。以是，它们必须想方想法让本身的内容尽快出现，收缩用户的期待时间，提拔用户的体验。
而CDN，就是一项非常有用的收缩时延的技能。
CDN的诞生

上世纪80年代，互联网技能刚刚走入民用范畴。
人们紧张通过拨号来访问网络，带宽很低，用户也很少，以是，没有对骨干网以及服务器带来压力。
随着互联网的爆炸式发展，用户越来越多，加上宽带接入网的出现，内容源服务器和骨干网络的压力越来越大，无法实时相应用户的访问需求。
1995年，麻省理工学院教授、互联网的发明者之一，Tim Berners-Lee博士发现，网络拥塞越来越严重，将会成为互联网发展的最大停滞。

Tim Berners-Lee
于是，他提出一个学术困难，盼望有人能发明一种全新的、从根本上管理题目的方法，来实现互联网内容的无拥塞分发。
当时Tim Berners-Lee博士的隔壁，是Tom Leighton教授的办公室。他是一位麻省理工学院应用数学教授。

Tom Leighton
他被Berners-Lee的寻衅激起了爱好，于是他请研究生Danny C. Lewin和其他几位顶级研究职员一起破解这个技能困难。

Danny C. Lewin
终极，他们开发了使用数学运算法则来处理处罚内容的动态路由算法技能，有用地管理了这个困难。这个技能，就是CDN。
他们还为此专门建立了公司，发挥其商业代价。这个公司，就是后来鼎鼎台甫的CDN服务鼻祖——Akamai公司。

Akamai
CDN的原理

CDN这个技能实在提及来并不复杂，最初的核生理念，就是将内容缓存在终端用户附近。
内容源不是远么？那么，我们就在靠近用户的地方，建一个缓存服务器，把远端的内容，复制一份，放在这里，不就OK了？

传统网络与CDN网络的区别
由于这项技能是把内容举行了分发，以是，它的名字就叫做CDN——Content Delivery Network，内容分发网络。
具体来说，CDN就是接纳更多的缓存服务器（CDN边缘节点），布放在用户访问相对会合的地域或网络中。当用户访问网站时，使用全局负载技能，将用户的访问指向距离近来的缓存服务器上，由缓存服务器相应用户哀求。（有点像电商的当地仓吧？）
各人可能以为，这个不就是“镜像服务器”嘛？实在不一样。镜像服务器是源内容服务器的完备复制。而CDN，是部分内容的缓存，智能程度更高。
确切地说，CDN=更智能的镜像+缓存+流量导流。
而且还必要留意的是，CDN并不是只能缓存视频内容，它还可以对网站的静态资源（比方各范例图片、html、css、js等）举行分发，对移动应用APP的静态内容（比方安装包apk文件、APP内的图片视频等）举行分发。
我们来举个例子，看看CDN的具体工作流程。

如果某个用户想要访问优酷的视频点播内容，那么：
具体步调：
①、当用户点击APP上的内容，APP会根据URL地址去当地DNS（域名分析体系）寻求IP地址分析。
②、当地DNS体系会将域名的分析权交给CDN专用DNS服务器。
③、CDN专用DNS服务器，将CDN的全局负载均衡装备IP地址返回用户。
④、用户向CDN的负载均衡装备发起内容URL访问哀求。
⑤、CDN负载均衡装备根据用户IP地址，以及用户哀求的内容URL，选择一台用户所属地域的缓存服务器。
⑥、负载均衡装备告诉用户这台缓存服务器的IP地址，让用户向所选择的缓存服务器发起哀求。
⑦、用户向缓存服务器发起哀求，缓存服务器相应用户哀求，将用户所需内容传送到用户终端。
⑧、如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，那么这台缓存服务器就要网站的源服务器哀求内容。
⑨、源服务器返回内容给缓存服务器，缓存服务器发给用户，并根据用户自界说的缓存策略，判断要不要把内容缓存到缓存服务器上。
CDN的长处

接纳CDN技能，最大的长处，就是加速了网站的访问——用户与内容之间的物理距离收缩，用户的期待时间也得以收缩。
而且，分发至不同线路的缓存服务器，也让跨运营商之间的访问得以加速。
比方中国移动手机用户访问中国电信网络的内容源，可以通过在中国移动架设CDN服务器，举行加速。结果优劣常明显的。
别的，CDN尚有安全方面的长处。内容举行分发后，源服务器的IP被埋伏，受到攻击的概率会大幅降落。而且，当某个服务器故障时，体系会调用邻近的康健服务器 举行服务，制止对用户造成影响。
正由于CDN的长处许多，以是，现在全部主流的互联网服务提供商，都接纳了CDN技能。全部的云服务提供商，也都提供了CDN服务（代价也不算贵，按流量计费）。
CDN和通讯行业

CDN是从传统IT行业发展起来的一项服务。但是，对于我们通讯行业来说，CDN也有非常大的商业代价。
互联网服务提供商接纳CDN，是以存储换时延。费钱购置CDN服务器或云盘算服务，以此换取更好的用户体验。
通讯运营商也追捧CDN，但它们的目的，是以存储换带宽——通过服务“下沉”，减轻上层骨干网络的流量压力，制止硬件扩容，低落网络建立本钱。
这个很好明确啊，如果大量的业务流量数据在骨干网跑来跑去，骨干网肯定吃不消，要冒死扩容。如果这些业务流量数据在底层就被管理了，那么，骨干网的带宽压力自然就减轻了。不是么？

CDN通讯架构
许多运营商已经将CDN下沉到地市级，以此减轻压力，同时可以提拔用户体验。
不停以来，随着网络本领的不停提拔，内容资源和盘算本领都在不停“往上走”，走到云盘算中心。由一个焦点云盘算中心，对全部终端节点提供服务。
结果，人们回过头来发现，对于非常大的面积地域，非常多的用户数量，尤其是国家级或天下级的服务，不管你把这个中心设在那里，也不管你这个中心的本领有多强大，都无法降服物理距离上的停滞，会导致无法忍受的延时和网络拥塞。
于是乎，人们就开始把云盘算中心举行部分“下沉”，这才有了雾盘算、霾盘算。乃至人们开始质疑，会合式盘算是否会终极被分布式盘算所代替？
现实上，不存在谁完全代替谁的题目。不同的场景带来不同的需求，不同的需求必要不同的网络架构。场景的多样化是现实存在的，以是，网络架构的机动化，也是一定的选择。
即将到来的5G，提出三大场景和切片，用同一张网络，满足不同的需求，就表现了如许的操持头脑，顺应了潮流的发展方向。
总而言之，对于网络技能来说，不管是黑猫、白猫，总之，能抓到老鼠的，就是好猫。岂非不是么？