cdn加速的原理是什么

一、什么是CDN

CDN的全称为‌内容分发网络（Content Delivery Network）‌，它的核心思路是在现有互联网架构里新增一层缓存节点，把站点资源部署到距离用户最近的网络边缘位置，让用户能就近获取所需内容，大幅提升站点访问的响应速度。从技术层面彻底解决了网络带宽不足、用户访问量集中、跨区域网点分布不均等问题，最终实现访问提速的效果。

简单来说，CDN的运行逻辑是把源站的各类资源提前缓存到遍布全球的CDN节点上，用户发起资源请求时，直接从就近的节点调取已缓存的内容，不用所有请求都回源站获取，既能规避网络拥堵问题，也能减轻源站的承载压力，保障用户访问资源的流畅度与使用体验。

CDN节点

• CDN对网络的优化作用主要体现在这些维度：
• 解决服务器侧的“首段传输”难题
• 削弱甚至消除不同运营商之间互联互通的瓶颈制约
• 降低各省份的出口带宽占用压力
• 缓解骨干网络的传输负载
• 优化全网热点内容的分发效率

二、CDN运行逻辑

常规未接入CDN的站点访问流程

1. 用户访问未部署CDN缓存的站点时，完整流程如下：
2. 用户输入目标域名，设备向本地DNS服务器发起域名IP地址的查询请求
3. 若本地DNS的缓存已过期，它会向根域名服务器查询该域名的授权解析地址
4. 根域名服务器将该域名的授权DNS记录返回给本地DNS
5. 本地DNS拿到授权DNS信息后，继续向其查询域名对应的IP地址
6. 域名授权DNS检索到对应记录后，将IP地址反馈给本地DNS
7. 本地DNS把解析得到的IP地址传回用户设备
8. 用户拿到IP地址后，直接向站点服务器发起访问请求
9. 站点服务器响应请求，将所需内容回传给用户端

接入CDN后的站点访问流程

部署CDN缓存服务后，用户的站点访问流程会变为：

1. 用户输入目标域名，设备向本地DNS服务器发起域名IP地址的查询请求
2. 若本地DNS的缓存已过期，它会向根域名服务器查询该域名的授权解析地址
3. 根域名服务器将该域名的授权DNS记录返回给本地DNS
4. 本地DNS拿到授权DNS信息后，继续向其查询域名对应的IP地址
5. 域名授权DNS检索到对应记录后（通常为CNAME别名地址），将结果反馈给本地DNS
6. 本地DNS获取到该别名记录后，向CDN的智能调度DNS发起节点IP查询
7. 智能调度DNS结合预设的算法与策略（比如地理位置匹配、节点负载情况等），将最适配的CDN节点IP地址返回给本地DNS
8. 本地DNS把解析得到的节点IP地址传回用户设备
9. 用户拿到IP地址后，向对应的CDN节点服务器发起访问请求
10. CDN节点服务器响应请求，将所需内容回传给用户端。缓存服务器一方面会在本地留存该内容，方便后续同类请求快速响应，另一方面把获取到的资源直接返回给用户，完成整个数据交互流程。

通过上述流程可以看出，要实现对普通用户完全无感知的透明访问（用户侧无需做任何额外设置），借助DNS域名解析机制引导用户访问缓存服务器，是最简便高效的实现方式。由于用户访问站点的第一步就是域名解析操作，通过调整DNS解析规则来引导流量走向，是成本最低且效果最直接的方案。

CDN网络的核心组成部分

对普通互联网用户而言，每一个CDN节点就相当于部署在用户周边的站点服务器。通过对DNS解析流程的接管，用户的请求会被无感知地导向距离自己最近的节点，该节点内的CDN服务器会像站点原始服务器一样，正常响应用户的访问需求。因为物理距离离用户更近，响应速度自然会大幅提升。

上述流程里用虚线圈出的部分就是CDN服务层，这一层处于用户设备和源站服务器之间。

• 智能调度DNS

智能调度DNS是CDN服务的核心系统。当用户访问接入了CDN的站点时，最终的域名解析请求会交由“智能调度DNS”处理。它会按照预先设定的规则，把当下距离用户最近的节点地址推送出去，让用户获得极速的访问体验。同时它会和分布在各地的CDN节点保持实时通信，同步各节点的运行状态、承载容量等信息，确保能把用户请求分配到就近且可用的节点上。

• 缓存服务模块

包含负载均衡设备（比如LVS、F5的BIG-IP产品）、内容缓存服务器（比如Squid）、共享存储组件。

三、相关术语释义

CNAME记录

CNAME即别名记录（Canonical Name），作用是把一个域名指向另一个域名。当DNS系统检索CNAME左侧的域名时，会自动跳转至右侧的域名继续查询，一直追踪到最终的PTR记录或A记录，完成解析后才会给出响应结果。

举个例子，你有一台服务器存储了大量资源，原本通过docs.example.com就能访问这些内容，现在希望通过documents.example.com也能获取相同资源，就可以在DNS解析服务商处添加一条CNAME记录，把documents.example.com指向docs.example.com。配置完成后，所有访问documents.example.com的请求都会被转发到docs.example.com，拿到完全一致的内容。

CNAME域名

接入CDN服务时，你在CDN服务商的控制台添加完加速域名后，平台会自动分配一个专属的CNAME域名。你需要在自己的DNS解析服务商处新增一条CNAME记录，把待加速的域名指向这个分配得到的CNAME域名，这样该域名的所有访问请求才会全部流转到CDN节点，最终实现加速效果。

DNS

DNS即域名系统，是域名解析服务的统称。它在互联网中的核心作用是把便于人类记忆的域名，转换为网络设备能识别的IP地址。人们习惯记忆字符形式的域名，但服务器之间的通信只能通过IP地址完成，域名和IP地址是一一对应的关系，二者之间的转换操作就叫域名解析，这个过程由专门的域名解析服务器自动完成。比如你上网输入www.baidu.com时，系统会自动把它转换为220.181.112.143这类IP地址。

市面上常见的DNS解析服务商有阿里云解析、万网解析、DNSPod、新网解析、AWS Route53、Dyn、Cloudflare等。

回源Host

回源Host决定了回源请求最终会定位到源站上的具体站点。

示例1：源站为域名形式，源站地址是www.a.com，回源Host设置为www.b.com，那么实际回源操作会先解析www.a.com得到对应IP，再访问该IP地址对应的服务器上的www.b.com站点。

示例2：源站为IP形式，源站地址是1.1.1.1，回源Host设置为www.b.com，那么实际回源操作会直接访问1.1.1.1这台服务器上的www.b.com站点。

协议回源

指CDN节点回源获取资源时使用的协议，和用户侧发起访问请求的协议保持一致。如果用户通过HTTPS方式请求资源，当CDN节点本地没有缓存该内容时，节点会采用相同的HTTPS协议向源站请求资源；同理如果用户是通过HTTP协议发起请求，CDN节点回源时也会沿用HTTP协议。