CDN加速原理（科普）

• 请求过程：

  1.当终端用户向www.aliyundoc.com下的指定资源发起请求时，首先向Local DNS（本地DNS）发起请求域名www.aliyundoc.com对应的IP。

  2.Local DNS检查缓存中是否有www.aliyundoc.com的IP地址记录。如果有，则直接返回给终端用户；如果没有，则向网站授权DNS请求域名www.aliyundoc.com的解析记录。

  3.当网站授权DNS解析www.aliyundoc.com后，返回域名的CNAME www.aliyundoc.com.example.com。

  4.Local DNS向阿里云CDN的DNS调度系统请求域名www.aliyundoc.com.example.com的解析记录，阿里云CDN的DNS调度系统将为其分配最佳节点IP地址。

  5.Local DNS获取阿里云CDN的DNS调度系统返回的最佳节点IP地址。

  6.Local DNS将最佳节点IP地址返回给用户，用户获取到最佳节点IP地址。

  7.用户向最佳节点IP地址发起对该资源的访问请求。

  8.返回用户所需数据：

  • 如果该最佳节点已缓存该资源，则会将请求的资源直接返回给用户（步骤8），此时请求结束。
  • 如果该最佳节点未缓存该资源或者缓存的资源已经失效，则节点将会向源站发起对该资源的请求。获取源站资源后结合用户自定义配置的缓存策略，将资源缓存到CDN节点并返回给用户（步骤8），此时请求结束。

阿里云CDN产品架构图，其他公有云产品架构图差不多。

• 链路质量系统
  • 链路质量探测系统会实时监测缓存系统中的所有节点和链路的实时负载以及健康状况，并将结果反馈给调度系统，调度系统根据用户请求中携带的IP地址解析用户的运营商和区域归属，然后综合链路质量信息为用户分配一个最佳接入节点。

• 调度系统

  • 支持策略中心、DNS、HTTPDNS和302调度模式。当终端用户发起访问请求时，用户的访问请求会先进行域名DNS解析，然后通过阿里云CDN的调度系统处理用户的解析请求。

• 缓存系统

  • 用户通过收到的最佳接入节点访问对应的缓存节点，如果节点已经缓存了用户请求的资源，会直接将资源返回给用户；如果L1（边缘节点）和L2（汇聚节点）节点都没有缓存用户请求的资源，此时会返回源站去获取资源并缓存到缓存系统，供后续用户访问，避免重复回源。分级缓存的部署架构可提高内容分发效率、降低回源带宽以及提升用户体验。

• 支撑服务系统

  • 支撑服务系统包括天眼、数据智能和配置管理系统，分别具备了资源监测、数据分析和配置管理能力。
  • 资源监测：天眼可以对缓存系统上用户业务运行的状态进行监测。例如对CDN加速域名的QPS、带宽、HTTP状态码等常见指标的监控。
  • 数据分析：用户可以分析CDN加速域名的TOP URL、PV、UV等数据。
  • 配置管理：通过配置管理系统，用户可以配置缓存文件类型、缓存时去参数缓存等缓存规则，以提升缓存系统的运作效率。

节点分布（引用华为云官网文档）

• 华为云国内节点：

• 华为云国外节点：

• 网页加速
  • 网站的html、js、css、图片等静态资源加速。

• APP更新，手游更新等，传统的下载网站类业务。

• 在线教育类网站、在线视频分享网站、互联网电视点播平台、音乐视频点播APP的音视频点播服务，会涉及音视频转码。

动态加速DCDN（Dynamic Route for Content Delivery Network）

web1.0时代，网站大部分是静态内容，所以最开始的静态加速就能满足需求；随着web2.0及移动互联网时代的到来，网站中的动态请求占比逐渐提升。
那如果动态内容请求慢，是否有加速的办法了？答案是有的，那就是动态加速。
如下图，因为动态内容如果加了缓存，那么用户访问到的就不是最新的内容；
所以动态请求一般不做缓存加速的方案，而是通过优化边缘节点到源站的回源链路的方式来加速；
cdn静态缓存加速的边缘节点一般是通过公网线路回源到源站；
动态加速网络会把动态加速网络中的所有边缘节点互联成一个私有网络；
动态加速就是用户就近访问到边缘节点后，通过这个私有网络，智能选择一条最优质量的线路回源，保证回源过程不会受到公网网络的不确定因素的影响的方式来进行动态请求的加速；同时这个私有网络也会进行一些长链接等协议优化的方式来加速。
ps：

• 动态加速并不能解决因为物理距离增加的响应时间变长的问题。
• 动态加速效果，需要业务自己实际对比测试，看满不满足业务需求。

  图片来自阿里云

全站加速(Whole Site Acceleration)

全站加速，其实就是同时具备静态加速和动态加速的能力。
CDN初代产品具有的能力就是静态加速，随着升级支持动态加速的功能，就变成了全站加速。
不同的云厂商产品规划不同，有些云厂商会把全站加速单独拿出来作为一个产品，有些云厂商则把全站加速集成到了CDN产品中。
全站加速的过程如下图：

• 用户发起的请求如果是静态请求，则会遵循CDN静态加速的流程，主要是通过缓存来加速；
• 用户发起的请求如果是动态请求，则会遵循动态加速的流程，主要是通过智能路由来加速。

ps：不同云厂商的动态加速计费方式和静态加速计费方式可能不一样，需要注意计费方式不同带来的成本不同的问题。

图片来自华为云：

全球加速（Global accelerator）

（引用aws官网文档）

全球加速核心和全站加速中的动态加速的原理类似，大概如下：

• 把分布在全球的边缘节点组成一个云厂商的私有网络；
• 用户会访问到就近的边缘节点；
• 边缘节点会通过私有网络回源到源站；
• 源站可以部署多个，部署到不同区域（region）；
• 回源可以根据策略回源到不同源站。
• AnyCast IP可以绑定到不同区域的边缘节点。

应用场景（图片来自华为云）：

• 游戏业务

• 跨国办公