CDN 如何运作？

内容分发网络 (CDN) 是一组地理上分布的服务器，它们通过使 Web 内容更接近用户所在位置来加速 Web 内容的分发。

CDN 依赖于一种称为“缓存”的过程，该过程将文件副本临时存储在全球各地的数据中心中，使您可以从附近的服务器访问互联网内容。从距离您最近的服务器传送的内容可减少页面加载时间，并带来更快、高性能的 Web 体验。通过在您物理位置附近的服务器中缓存网页、图像和视频等内容，CDN 允许您执行一些操作，例如观看电影、下载软件、检查银行余额、在社交媒体上发帖或进行购买，而无需等待要加载的内容。

您可以将 CDN 想象成 ATM。如果你只能从镇上的一家银行取钱，那么每次你想提取现金时，你都必须长途跋涉，排很长的队。然而，几乎每个角落都有自动提款机，您可以在需要时随时快速轻松地提取资金。

随着内容提供商开始通过互联网提供图形和视频等更丰富的 Web 内容，CDN 服务应运而生，旨在解决类似于交通拥堵的网络拥塞问题。从位于中心的服务器向个人用户获取内容花费的时间太长。CDN 现已发展到涵盖从文本、图形、脚本和媒体文件到软件下载、文档、门户、电子商务、实时流媒体、点播视频流媒体和社交媒体网站的所有内容。

20 多年来，CDN 已经形成了互联网看不见的支柱——提高网站性能并为企业快速、大规模地提供在线内容。如今，大部分互联网内容都是通过 CDN 交付的。

CDN 如何运作？
内容交付网络依赖于三种类型的服务器。

原始服务器。原始服务器包含内容的原始版本，它们充当事实来源。每当内容需要更新时，都会在源服务器上进行更改。源服务器可能由内容提供商拥有和管理，也可能托管在第三方云提供商（例如 Amazon 的 AWS S3 或 Google Cloud Storage）的基础设施上。
边缘服务器。边缘服务器位于世界各地的多个地理位置，也称为“存在点”(PoP)。这些 PoP 中的边缘服务器缓存从源服务器复制的内容，并负责将该内容传送给附近的用户。当用户请求访问源服务器上的内容时，他们会被重定向到地理位置靠近他们的边缘服务器上的内容缓存副本。当缓存的内容过期时，边缘服务器会向源服务器请求更新的内容。CDN 边缘服务器由 CDN 托管提供商拥有或管理。
DNS 服务器。 域名系统 (DNS) 服务器 跟踪并为源服务器和边缘服务器提供 IP 地址。当客户端向源服务器发送请求时，DNS 服务器会使用配对边缘服务器的名称进行响应，从该边缘服务器可以更快地提供内容。
所有互联网内容的很大一部分都是通过 CDN 传送的。下面是它在实践中的运作方式：

该图展示了零信任安全架构的三个主要原则：“默认情况下所有实体都是不受信任的”、“强制执行最低权限访问”和“实施全面的安全监控”。
如果您在纽约，想要查看您最喜欢的伦敦商店的网站（该商店托管在英国的服务器上），并且请求必须穿越大西洋，那么您会遇到内容加载时间缓慢的情况。为了解决这个问题，CDN 将在世界各地的多个地理位置 (PoP) 存储伦敦网站内容的缓存版本。这些 PoP 包含自己的缓存服务器，并负责将内容传送到您位于纽约附近的位置。

为了提供最佳的观看体验，CDN 执行两项基本功能。

减少延迟。延迟是指在设备完全加载之前尝试访问网页或视频流时遇到的令人烦恼的延迟。虽然以毫秒为单位，但感觉就像永远，甚至可能导致加载错误或超时。某些内容交付网络通过缩短内容到达您所需的物理距离来减少延迟。因此，规模更大、分布更广泛的 CDN 能够通过将内容尽可能靠近最终用户来更快、更可靠地交付网站内容。
平衡负载。CDN 平衡总体流量，为访问互联网内容的每个人提供尽可能最佳的网络体验。将其想象为现实世界中的路由流量。如果没有其他车辆经过，可能有一条路线通常是从 A 点到 B 点最快的路线，但如果该路线开始变得拥堵，那么将交通分散到几条不同的路线上对每个人都更好。这可能意味着您会在一条多几分钟（或几毫秒，当按互联网速度缩放时）的道路上行驶，但您不会陷入在最短路线上形成的交通拥堵中。负载平衡使内容提供商能够应对需求的增长和巨大的流量峰值，同时仍然提供高质量的用户体验并避免停机。
CDN 的好处
CDN 承载着全球互联网流量的很大一部分。它们帮助解决通过互联网交付内容的最艰巨的挑战。从中小型内容提供商到全球大型企业，世界各地的企业都利用 CDN 的关键优势为其客户提供无缝的 Web 体验。

提升性能。性能是让您立即访问新内容的单击与页面加载或视频缓冲时等待七秒的单击之间的差异。该等待时间称为“缓冲”，由屏幕上熟悉的旋转圆圈图标表示。为了确保高性能并最大限度地减少缓冲，CDN 会传送预先保存在 CDN 网络上附近服务器上的内容，而不是将请求发送到可能位于地球另一端的源服务器。如果内容尚未预先保存，CDN 会使用其对必要连接的编程知识来克服任何挑战。高级 CDN 使用附加技术来解决不可缓存动态内容传送中的任何问题，并确定传送到不同设备的适当内容类型。借助 CDN，内容提供商可以向所有最终用户提供快速、优质的网络体验；无论他们从什么位置、浏览器、设备或网络进行连接。网页渲染速度更快，视频缓冲时间减少，网站访问者更加投入。
确保可用性。可用性意味着即使在用户流量过多、许多人同时访问内容或互联网某些部分出现服务器中断的情况下，最终用户仍然可以访问内容。当流量负载达到每秒数百万个请求的峰值时，即使是最强大的服务器也会受到考验。如果没有内容交付网络，所有这些流量都必须由内容提供商的基础设施吸收。这可能会导致故障和糟糕的最终用户体验。CDN 提供的广泛分布的服务器基础设施旨在缓解这些问题。先进的 CDN 凭借其高度分布式架构和庞大的服务器平台，可以吸收 100+ Tbps 的流量，并使内容提供商能够为更大的用户群提供服务。
增强安全性。CDN 还可以通过增强针对恶意行为者和分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击等威胁的保护来提高网站安全性。当今最先进的内容交付网络提供独特的基于云的安全解决方案和 DDoS 防护。
收集情报。作为全球近一半互联网流量的运营商，CDN 提供商生成大量有关全球最终用户连接、设备类型和浏览体验的数据。这些数据可以为 CDN 客户提供关键的、可操作的情报以及对其用户群的洞察。CDN 的情报还支持真实用户监控、衡量最终用户对网络内容参与度的媒体分析以及跟踪在线威胁的云安全情报等服务。
改善客户体验。内容、应用程序和网站所有者（包括电子商务网站、媒体资产和云计算公司 ）使用 CDN 来改善客户体验、降低放弃率、增加广告印象、提高转化率并增强客户忠诚度。
卸载流量。随着在线流媒体和其他富媒体服务的爆炸性增长 ，以及用户对跨多种设备类型的网络性能的更高期望 ，当今的许多网络服务提供商发现他们的内容分发网络承受着巨大的压力。通过从更靠近最终用户的服务器响应具有缓存版本的 Web 内容请求，CDN 可以卸载内容服务器的流量并改善 Web 体验。
降低带宽成本。通过从距离用户更近的服务器传送内容，CDN 可以减少带宽消耗和相关成本。