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CDN—提升互联网资源访问体验的“幕后英雄”

●什么是CDN

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。

在这种场景下会带来几个问题：首先是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。其次是跨地域的问题，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。最后，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。

而在使用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，功能简示如图2所示。

我们如何知道一个网站是否用到了CDN？用了多少？部署在哪里？可以做一个简单实验来认识一下：以笔者家的网络（浙江金华中国电信）和刘宗凡老师家的网络（广东肇庆中国移动）分别访问央视网站为例来具体分析，并通过nslookup工具来查看结果。

笔者从家中网络（浙江金华的中国电信）访问央视网站，解析出了两个地址，这两个地址都属于浙江温州的中国电信网络，由此可知央视网站在浙江的中国电信网络部署的CDN就在浙江温州（如图3）;刘老师从家中网络（广东肇庆的中国移动）访问央视网站，解析出了3个地址，这3个地址都属于广东广州的中国移动，由此可知央视网站在广东的中国移动网络部署的CDN就在广东广州（如图4）。笔者和刘老师在不同的地域通过不同的运营商对央视网站解析出的地址完全不同，这就形象地说明了CDN就近访问。

接下来我们对一个没有使用CDN的网站进行测试（如图5）：最近笔者学校教师都在填报全国教师管理信息系统，由于同时填报人数较多，不管在家中还是学校填报都比较卡慢，经过nslookup命令查询在Addresses这行只有一个地址，说明全国教师管理信息系统没有使用CDN，建议主管部门可尝试使用CDN或DCDN（下文会提及）产品，这样教师填报体验会提升。

●CDN的工作原理

CDN的技术实现需要DNS的支持，这里涉及与DNS有关的两个名词：A纪录与Cname纪录。

A纪录：即Address记录，它并不是单一的IP或者域名，我们可以把它理解为一种指向关系，用于指定域名与对应的IP地址记录，假设--0。当访问这类记录的域名时，DNS服务器会直接解析出相应的IP地址，并返回给到访问客户端。

Cname纪录：我们可以把CNAME记录叫做别名记录，通俗地说就是“小名”，用于指定域名与另外一个域名的解析关系，假设--。当访问这类域名时，DNS首先会将域名解析为对应的别名记录，然后再通过该别名去解析对应的IP地址，最后返回给到访问客户端。该类型的用途在于可以将自身域名委托给到第三方做解析，这在CDN等场景中会经常用到。

在不使用CDN的情况下，我们通常是在DNS上配置A记录，即将域名解析到目的网站IP。此时，当客户端访问域名时，将使用以下的流程：

（1）用户在自己浏览器中输入要访问目的网站的域名，浏览器若发现本机DNS缓存或者hosts文件没有对应域名和IP记录，则浏览器向本地DNS请求对该域名的解析。

（2）本地DNS服务器中如果缓存有这个域名的解析结果，则直接响应用户的解析请求。

（3）本地DNS服务器中如果没有关于这个域名的解析结果的缓存，则以迭代方式向整个DNS系统请求解析，同时将该解析结果保存到自己的缓存中。

（4）本地DNS将解析结果IP地址返还给用户浏览器，经过标准的TCP握手流程，建立TCP连接。服务器将用户请求内容传送给浏览器，功能简示如图6所示。

而在使用CDN系统优化后的数据传输发生根本的变化，目的网站域名解析将配置为Cname，即将域名解析到CDN域名，此时CDN系统通过在精心挑选的网络各处放置节点服务器，从而将网站的内容放置到离用户最近的地方，即最终由CDN厂商的GSLB分配IP，避免了上述影响互联网传输性能的“一公里”（CDN业界的一种形象说法，包括与订购CDN服务的网站服务器网络间隔;访问者到离他最近的CDN服务器的网络间隔;数据从进入CDN网络到出CDN网络的网络间隔）和“主干网间互联瓶颈”等各个环节，提高了用户访问速度。此时基于CDN网络的用户访问步骤如下：

（1）用户在自己的浏览器输入要访问网站的域名，浏览器若发现本机DNS缓存或者hosts文件没有对应域名和IP记录，则浏览器向本地DNS请求对该域名的解析。

（2）如果本地DNS服务器没有相应域名的缓存，则本地DNS系统