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CDN加速原理技术解析 我们是否应该使用CDN服务?

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虚拟主机申请好一些?还是云服务器ECS好呢?

虚拟主机申请已经有了一段时间的历史,近几年随着其技术的不断成熟,以及其低廉的价格,成为众多站长的首选对象。

CDN 网络是内容分发网络。大型网站,尤其是直播、视频平台一般都会使用 CDN 加速技术。其CDN加速原理类似于京东物流利用当地仓库加速物流效率。

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。

如果大家观看的是1080p清晰度的视频(理论上需要4Mbps带宽),那么,累计需要的流量带宽是10,000,000×4Mbps=40,000,000Mbps=40Tbps。

对于优酷、爱奇艺这样的互联网视频内容提供商来说,这无疑是非常巨大的流量压力。

我们普通计算机的网卡,是1Gbps的带宽。如果优酷有一台超级服务器,那么,这台超级服务器就需要4万块网卡,而且必须百分之百跑满速度,才能够实现这1千万用户的流畅观看。

对于一些实力不够的服务商,或者突发流量陡增的情况,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,等待超过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,就意味着金钱的流失。没有任何一家互联网服务提供商希望这样的情况发生。所以,它们必须想方设法让自己的内容尽快呈现,缩短用户的等待时间,提升用户的体验。

而CDN,就是一项非常有效的缩短时延的技术。

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,解决Internet网络拥塞状况,提高用户访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因,解决用户访问网站的响应速度慢的根本原因。

狭义地讲,内容分发布网络(CDN)是一种新型的网络构建方式,它是为能在传统的IP网发布宽带丰富媒体而特别优化的网络覆盖层;而从广义的角度,CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。简单地说,内容发布网络(CDN)是一个经策略性部署的整体系统,包括分布式存储、负载均衡、网络请求的重定向和内容管理4个要件,而内容管理和全局的网络流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通过用户就近性和服务器负载的判断,CDN确保内容以一种极为高效的方式为用户的请求提供服务。

总的来说,内容服务基于缓存服务器,也称作代理缓存(Surrogate),它位于网络的边缘,距用户仅有”一跳”(Single Hop)之遥。同时,代理缓存是内容提供商源服务器(通常位于CDN服务提供商的数据中心)的一个透明镜像。这样的架构使得CDN服务提供商能够代表他们客户,即内容供应商,向最终用户提供尽可能好的体验,而这些用户是不能容忍请求响应时间有任何延迟的。据统计,采用CDN技术,能处理整个网站页面的70%~95%的内容访问量,减轻服务器的压力,提升了网站的性能和可扩展性。

与目前现有的内容发布模式相比较,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。CDN也需要做一些安全防护,大家可以看看这篇文章《云安全是什么?有什么优势可言?》

在描述CDN的实现原理,让我们先看传统的未加缓存服务的访问过程,以便了解CDN缓存访问方式与未加缓存访问方式的差别:

1)、用户向浏览器提供要访问的域名;

2)、浏览器调用域名解析函数库对域名进行解析,以得到此域名对应的IP地址;

3)、浏览器使用所得到的IP地址,域名的服务主机发出数据访问请求;

4)、浏览器根据域名主机返回的数据显示网页的内容。

通过以上四个步骤,浏览器完成从用户处接收用户要访问的域名到从域名服务主机处获取数据的整个过程。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.

在云看来,不同的需求需要不同的网络架构。场景的多样化是现实存在的,所以,网络架构的灵活化,也是必然的选择。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,就体现了这样的设计思想,顺应了潮流的发展方向。总而言之,对于网络技术来说,不管是黑猫、白猫,总之,能抓到老鼠的,就是好猫。难道不是么?

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