Introduction
CDN（Content Delivery Network或Content Distribute Network），中文叫内容分发网络，是一种利用数学运算法则来处理内容的动态路由算法技术。它在当下的互联网环境中被广泛使用，作用也非常明显。在这篇博客我将简单分享CDN技术。
Why CDN
要认识CDN，我们首先要知道CDN解决了什么问题，先来看看在没有CDN之前，我们遇到了什么问题。
现在大家都喜欢追剧、看直播，假设有1千万人在大年三十晚上一起用一个视频APP看春晚，如果大家看的清晰度是1080p（大约是4Mpbs的带宽），那么对于服务器来说累计的流量带宽就需要10,000,000 * 4Mbps = 40Tbps。
对于服务器来说这个带宽是什么概念呢？PC的网卡一般是1Gbps的带宽，而服务器现在比较贵的就是万兆网卡，是10Gbps的带宽。假设这个视频APP很有钱，服务器全都用万兆网卡，那么它就需要4000块万兆网卡，而且这些网卡必须要百分百跑满，才能让1千万用户比较流畅地看。
这里面的风险在哪？第一，这里我们只讨论的是1千万的用户，对于春晚来说，用户数量肯定是远超这个数量级的；第二，这里我们的清晰度是1080p，很多用户的要求远远不止这个清晰度；第三，4000块万兆网卡非常贵，同时还必须跑满，如果有部分出问题了，就会影响很大部分的用户；第四，这里的服务器还需要考虑突发流量的问题。
解决这个问题有几个方法，第一是服务提供商进行负载均衡，或许可以缓解一些压力，但是流量出口的压力还是不能有效减少；第二种就是CDN了。
What is CDN
我尝试用现实生活的一个例子去说明CDN的基本理念。双十一购物节大家从A电商买了好多东西，假设A商城的仓库在北京，我在广州买了东西，那么我的快递就要先从北京的仓库发出，然后千山万水送到。有没有一种更加快的方式呢？答案是显然的，如果A电商在全国几个大城市设立自己的仓库，预先把这些商品放到分布在各地的仓库，那么当我在广州购买的时候，直接可以从附件的仓库发出，这样早上下单我可能下午就收到了，这个就是CDN的思想。
CDN的核心理念是将内容缓存在终端用户的附件，通过在终端用户附件建立缓存服务器，把远端的内容缓存一份在服务器上。因为这里把原来在服务器的内容复制了到了缓存服务器上，所以这里就叫分发。
具体地说，整个CDN机制是通过尽可能部署多的缓存服务器（CDN边缘节点）在用户密集的地方，当终端用户访问资源时，通过全局负载技术，优先将用户的访问导流到距离最近的缓存服务器。
这里需要区分缓存服务器和镜像服务器。镜像服务器是对源服务器的完全拷贝，拥有和源服务器完全一样的资源；而缓存服务器只缓存部分的内容。
How CDN works
在这一部分我们来看看CDN在用户的整个请求中是怎么样工作的，先给图，然后再一步一步分析。
- 当用户在自己的终端发起请求时，会根据请求的URL到本地的DNS寻求IP地址解析（目的是通过域名换取对应的服务器ip地址）；
- 本地DNS会把这个域名的解析权交给CDN专用DNS服务器；
- CDN专用DNS服务器会把一个全局的负载均衡设备的IP地址返回给用户；
- 用户拿到这个负载均衡设备的IP地址，去用刚刚的URL请求这个设备；
- CDN负载均衡设备根据请求来源的IP地址，以及请求的内容，选择一台与用户距离较近的缓存服务器；
- CDN负载均衡设备告诉用户这台缓存服务器的IP地址；
- 用户拿到缓存服务器的IP地址后，直接向这个缓存服务器请求，并在本地的DNS缓存这个服务器的IP地址，下次走到本地DNS时就可以直接使用了；缓存服务器响应用户的请求，返回内容；
- 如果CDN缓存服务器没有用户请求的内容，它回到网站的源服务器请求；
- 源服务器返回内容给缓存服务器，缓存服务器把内容返回给用户，并缓存一份在自己本地。
Pros and Crons
大致了解了CDN的工作过程后，我们可以对CDN技术的优缺点做一下分析和总结。
优点：CDN的优点就是加速用户的请求访问速度，提升用户的使用体验。其次，CDN在安全方面还有好处。用户的请求直接指向CDN的缓存服务器，这样对拼皮了源服务器的IP地址，能够有效降低源服务器被攻击的概率，同时当源服务器短时间不可用时（故障、维护），用户的访问可以不受影响。
缺点：CDN的优点为我们解决了访问延迟的问题，但是它也有一定的限制。其一，CDN缓存的只能是静态资源，对于动态的内容如用户的实时交互数据，是不能缓存的；其二，有些服务提供商为了保证他们的数据的私密性，会不允许第三方公司的CDN服务器缓存他们的数据；其三，部署CDN缓存服务器需要很多钱，覆盖的区域越多，耗费的资源越多，但是实际的利用率可能很低，这其中就会有一定程度的浪费。
Summary
CDN目前已经广泛地应用在了我们日常的生活中，包括我们看视频，浏览各种网页等，对于coder来说，CDN也非常常见，比如要使用某些依赖包时，直接访问源服务器可能速度非常慢，为了加快加载速度，常常会替换成国内的CDN源。CDN的一些基本情况就和大家分享到这里，谢谢你的支持！
