揭秘CDN技术：深入了解HTTPS时代下的内容分发网络
一、引言
随着互联网技术的飞速发展，人们对网络内容传输的速度与安全性要求越来越高。
在这样的背景下，内容分发网络（CDN）技术应运而生。
CDN技术通过在全球范围内部署边缘服务器，以实现对网络内容的快速缓存和就近访问，从而显著提高用户体验。
而进入HTTPS时代后，CDN技术也面临着新的挑战和机遇。
本文将深入剖析CDN技术的工作原理、优势以及应用场景，同时探讨其在HTTPS时代下的新发展。
二、CDN技术概述
内容分发网络（CDN）是一种基于互联网的内容分发架构，旨在提高用户访问网络内容的速度和可靠性。
CDN通过在全球范围内部署边缘服务器，使用户能够就近访问所需的数据。
当用户在访问某个网站时，CDN会根据用户的地理位置和请求的内容，将请求重定向到距离用户最近的边缘服务器，从而实现对内容的快速访问。
CDN技术主要应用在互联网内容提供商、云服务提供商和电信运营商等领域。
三、CDN技术工作原理
CDN技术的工作原理主要涉及到内容缓存和负载均衡两个方面。
1. 内容缓存：当用户访问某个网站时，CDN的边缘服务器会将用户请求的内容进行缓存。当其他用户再次请求相同的内容时，CDN会直接从边缘服务器提供缓存的内容，避免了向原始服务器请求数据的过程，从而提高了内容的访问速度。
2. 负载均衡：CDN通过全局负载均衡技术，将用户请求分配到最佳的边缘服务器上。通过实时分析各个服务器的负载情况，负载均衡器能够根据用户的地理位置和请求的内容，选择最近的、负载较轻的边缘服务器来处理用户的请求。
四、CDN技术优势
CDN技术的优势主要表现在以下几个方面：
1. 提高访问速度：通过缓存和就近访问的方式，CDN技术可以显著提高用户访问网络内容的速度。
2. 减轻服务器压力：CDN通过将请求分流到边缘服务器，减轻了原始服务器的压力，提高了网站的可用性。
3. 提高用户体验：快速的内容访问和良好的网站可用性，有助于提高用户的满意度和忠诚度。
4. 支持大规模内容分发：CDN能够支持大规模的内容分发，满足互联网内容提供商的需求。
五、CDN技术在HTTPS时代的应用与挑战
随着互联网的不断发展，HTTPS逐渐成为网络安全的标准。
HTTPS在HTTP的基础上提供了加密通信的能力，保障了数据传输的安全性。
在HTTPS时代下，CDN技术面临着新的挑战和机遇。
1. HTTPS加速：CDN技术可以结合HTTPS协议，实现HTTPS内容的加速传输。通过在全球部署的边缘服务器上缓存HTTPS内容，CDN可以显著提高用户访问HTTPS网站的速度。
2. 安全挑战：随着网络安全需求的提高，CDN技术需要保障数据传输的安全性。CDN提供商需要采取一系列安全措施，如加密传输、访问控制等，以确保数据在传输过程中的安全。
3. 跨域内容分发：在全球化互联网时代，跨域内容分发成为常态。CDN技术需要支持跨域内容分发，满足不同地区用户对内容的访问需求。
六、结论
内容分发网络（CDN）技术在互联网时代扮演着重要角色。
通过全球部署边缘服务器、内容缓存和负载均衡等技术手段，CDN技术可以显著提高用户访问网络内容的速度和可靠性。
在HTTPS时代，CDN技术面临着新的挑战和机遇。
CDN技术需要结合HTTPS协议进行加速传输，并采取措施保障数据传输的安全性。
随着互联网的不断发展，CDN技术将在跨域内容分发、云计算和物联网等领域发挥更大的作用。
内容分发网络的服务模式
内容分发网络是一种新型网络内容服务体系，其基于IP网络而构建，基于内容访问与应用的效率要求、质量要求和内容秩序而提供内容的分发和服务。
而从广义的角度，CDN代表了一种基于网络而构建的高质量、高效率、具有鲜明网络秩序的网络应用服务模式。
简单地说，内容分发网络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个要求，而内容管理和全局的网络流量管理是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，它位于网络的边缘，距用户仅有一跳之遥。
同时，代理缓存是内容提供商源服务器的一个透明镜像。
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。
什么是CDN技术？CDN有哪些作用？
据统计，超过80%的互联网用户会重复访问20%的信息资源，这一现状给缓存技术的应用提供了先决条件。
为减少网络中冗余数据的重复传输，CDN技术应运而生。
通过CDN将广域传输转为本地或就近访问，解决了因分布、带宽、服务器性能带来的访问延迟问题。
CDN，即内容分发网络，是指将源站内容分发至最接近用户的节点服务器，使用户可就近取得所需内容，提高用户访问的响应速度和成功率。
一、CDN基本思想
传统的http访问过程是用户在浏览器填入要访问的域名，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；再通过IP地址向域名的服务主机发出数据访问请求，得到请求数据，最终返回所需要的内容。
CDN的基本思路则是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，通过在网络各处放置节点服务器构成在现有互联网基础之上的智能虚拟网络。
CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况，以及到用户的距离和响应时间等综合信息，将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点。
二、基础架构
最简单的CDN网络由一个DNS服务器和几台缓存服务器组成：（1）当用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS系统会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。
（2）CDN的DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户。
（3）用户向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求。
（4）CDN全局负载均衡设备根据用户IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，告诉用户向这台设备发起请求。
（5）区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括：根据用户IP地址，判断哪一台服务器距用户最近；根据用户所请求的URL中携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力。
基于以上这些条件的综合分析之后，区域负载均衡设备会向全局负载均衡设备返回一台缓存服务器的IP地址。
（6）全局负载均衡设备把服务器的IP地址返回给用户。
（7）用户向缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户终端。
如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这台服务器就要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。
三、CDN访问的具体流程
（1）当浏览器调用域名解析库对域名进行解析，由于CDN对域名解析过程进行了调整，所以解析函数库一般得到的是该域名对应的CNAME记录，为了得到实际IP地址，浏览器需要再次对获得的CNAME域名进行解析以得到实际的IP地址；（2）在此过程中，使用全局负载均衡DNS解析，并根据地理位置信息解析对应的IP地址，使得用户能就近访问；（3）此次解析得到CDN缓存服务器的IP地址，浏览器在得到实际的IP地址以后，向缓存服务器发出访问请求；（4）缓存服务器根据浏览器提供的要访问的域名，通过cache内部专用DNS解析得到此域名的实际IP地址，再由缓存服务器向此实际IP地址提交访问请求；（5）缓存服务器从实际IP地址得到内容以后，一方面在本地进行保存，以备以后使用，另一方面把获取的数据返回给客户端，完成数据服务过程；（6）客户端得到由缓存服务器返回的数据后显示出来并完成整个浏览的数据请求过程。
四、CDN的关键技术
典型的CDN系统由分发服务系统，负载均衡系统和运营管理系统组成，其中最核心的当属负载均衡系统。
负载均衡系统负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度，确定提供给用户的最终实际访问地址。
两级调度体系分为全局负载均衡和本地负载均衡。
全局负载均衡主要根据用户就近性原则，通过对每个服务节点进行“最优”判断，确定向用户提供服务的cache的物理位置。
本地负载均衡主要负责节点内部的设备负载均衡。
当下的视频、直播等内容分发渠道已成为企业争夺流量入口的主战场，CDN作为网络基础应用设施，自始至终都发挥着不可或缺的作用。
CDN不仅可以降低延时，提高稳定性，还起到了缓解服务器带宽压力和保护源站服务器的作用。
即便是针对动态内容的的恶意请求，CDN的调度系统也可以卸载源站服务器压力，维护系统平稳。
五、CDN有哪些作用？
这就是你使用CDN的第一个也是最重要的原因：为了加速网站的访问除此之外，CDN还有其他一些作用：1.加速网站访问CDN在客户流量最为集中的区域或线路部署多个缓存服务器，如果客户获取静态资源的话，可以直接就近访问缓存服务器，无需集中访问源站，这样就大大降低了源服务器的压力，同时对于客户而言，访问距离缩短，线路得到分配，访问的速度也大大加快。
2.为了实现跨运营商、跨地域的全网覆盖互联不互通、区域ISP地域局限、出口带宽受限制等种种因素都造成了网站的区域性无法访问。
CDN加速可以覆盖全球的线路，通过和运营商合作，部署IDC资源，在全国骨干节点商，合理部署CDN边缘分发存储节点，充分利用带宽资源，平衡源站流量。
3.为了保障你的网站安全CDN的负载均衡和分布式存储技术，可以加强网站的可靠性，相当无无形中给你的网站添加了一把保护伞，应对绝大部分的互联网攻击事件。
防攻击系统也能避免网站遭到恶意攻击。
4.为了异地备援当某个服务器发生意外故障时，系统将会调用其他临近的健康服务器节点进行服务，进而提供接近100%的可靠性，这就让你的网站可以做到永不宕机。
5.为了节约成本投入使用CDN加速可以实现网站的全国铺设，你根据不用考虑购买服务器与后续的托管运维，服务器之间镜像同步，也不用为了管理维护技术人员而烦恼，节省了人力、精力和财力。
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CDN技术的介绍
CDN 是构建在数据网络上的一种分布式的内容分发网。
CDN 的作用是采用流媒体服务器集群技术，克服单机系统输出带宽及并发能力不足的缺点，可极大提升系统支持的并发流数目，减少或避免单点失效带来的不良影响。
