CDN—提升互联网资源访问体验的 “幕后英雄”（网站接入cdn）

新冠疫情发生以来，教育行业正在用自己的方式发挥着作用。受疫情影响，全国各地各级学校为确保学生学业不脱节，纷纷依托自身或各类在线教育平台将大量教学工作由线下转移到线上，更多人开始接受互联网在线教学的形式。为了使在线教学中的视音频、图文资源接入质量更好，降低教学网站负载压力，以期提高在线教学的响应速 度，其中一个有效措施就是CDN加速技术被广泛应用。本期我们就CDN这一话题从理论贯穿实际操作展开研讨。

一、什么是CDN？

在互联网起源之初，设计的目标是实现端到端之间的通信，早在 20世纪90年代，万维网创始人伯纳斯·李就预见这种单纯的端到端数据通信模式架构难以适应未来以发布和获取信息为主的互联网快速增长流量，网络拥塞将成为互联网发展的最大障碍。对此，他提出了一个学术难题：希望发明一种全新的、从根本上解决问题的方法来实现互联网内容的无拥塞分发。这项学术难题最终催生出一种革新性的互联网服务——CDN，并且由伯纳斯·李的同事汤姆·莱顿教授与其他几位科学家一起将其产业化，成立了世界上第一家CDN公司——Akamai公司。

首先，CDN是一种将单一中心结构变为分布式的网络系统，即组成该系统的硬件服务器可以分布在全球的每个角落，只要通过网络实现互连，就可以实现将访问目的服务器的资源按照一定的规则有选择性地复制到最接近用户网络的边缘服务器上，提高用户所获取业务的服务体验，其实质是在互联网上构建一个覆盖网络。边缘服务器的选择主要依赖于先进的负载均衡技术。在用户访问网络资源时，系统会自动为用户定向。

其次，到网络延迟最小的服务器上，使用户可以在最短的时间内取得所需要的资源。CDN技术在原理上很清晰，然而要实现高性能访问仍有很大难度，它涉及负载均衡、内容分发、存储管理等诸多技术难点。CDN一般按照三级架构进行部署，分别是中心层、区域层和边缘层，中心层和区域层又称为骨干节点，边缘层又称为边缘节点。节点是CDN的基本单元，由缓存设备和本地主机构成。

用一句简单的话来概括：CDN是一个经过策略性部署的整体系统，让用户实现了对资源的就近或有效率的访问。接下来用功能实例来说明，假设用户需要获取目的网站中某个视频资源，在没有CDN的情况下，所有的用户请求都需要到目的网站处理，并从目的网站下载资源，功能简示如下页图1所示：

二、存在的问题

（一）跨运营商的网络影响，当前我国除三大网络通信运营商外还有各地大大小小的运营商。在跨运营商的网络互访过程中，往往会出现较大的延迟，从而带来网络性能的下降。

（二）跨地域的问题，互联网业务往往是面向全国乃至全世界的用户，而随着用户到目的网站距离的增加，数据的往返时间也会随着增加，并可能影响到业务的使用体验。

（三）负载严重，当大量的用户请求都通过目的网站进行处理时，无疑会给目的网站点带来巨大的负载，严重的情况下甚至可能让站点拒绝服务。在使用CDN的场景中，对于目的网站的资源请求会被分配到 CDN位于各地的边缘节点，用户根据就近访问原则到分配的节点去请求资源，从而获得最优的访问效率。

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