最近在学习边缘计算，发现我们经常听到的CDN也是边缘计算的一部分。所以说到CDN，似乎只知道中文叫做内容分发网络。那么CDN的具体原理是什么？能给用户浏览网站带来什么好处？解决这两个问题是本文的目的。CDN概念CDN的全称是“ContentDeliveryNetwork”，中文叫做ContentDeliveryNetwork。事实上，CDN的概念是麻省理工学院的一个研究小组在1996年提出的，目的是提高互联网的服务质量。那么它是如何提高互联网服务质量的呢？原理分析我们知道，当我们使用域名访问网站时，实际上是通过网络将请求包（以Http请求为例）传递给服务器，比如访问“www.baidu.com”：首先解析域名对应的IP地址（DNS域名解析），然后将Http请求包通过网络路由到IP地址对应的服务器。我们通常说“服务器的IP地址”，这个意思其实不是很准确。IP地址与网卡绑定。一个服务器可以有多个网卡，也就是可以有多个IP地址。先来看看第一步：域名解析域名解析域名解析有两种：将一个域名解析成IP地址和将一个域名解析成另一个域名其实就是解析的思想不难。我们从域名服务商购买了域名后，需要映射一个IP地址，可以用Map来表示这个关系：{域名:IP}。同时，我们也可以给一个域名取一个别名，比如“www.baidu.com”取一个别名“test.baidu.com”，这种关系也可以用Map来表示：{域名:别名}.这里的别名在专业上叫做CNAME。这个词相信大家都不陌生，就是这个意思。域名解析其实就是解析指定域名对应的IP地址，或者域名的CNAME。DNS系统负责域名解析。DNS服务接受外部请求并从请求中提取域名。如果域名对应IP地址，则返回IP地址。如果域名对应CNAME，则继续搜索CNAME。域名的IP地址，然后将该地址返回给请求的发送者。请求发送方获取IP地址后，才完成真正的请求调用。事实上，DNS系统非常庞大。我不会在这里详细介绍。你可以把它当作一个黑盒子。该框的功能如上所述。这是一个简单的图表来展示它。在没有CNAME的情况下：在CNAME的情况下：特别注意：在CNAME的情况下，我们可以发现CNAME在域名解析过程中实际上承担了一个中间人（或代理人）的角色，这是关键到CDN的实现。CDN原理首先，CDN是为了提高互联网的服务质量。通俗地说，其实就是提高访问速度。假设百度网站现在只有一台服务器，一个人在上海访问百度。如果服务器也在上海，访问速度一般会更快。如果服务器在拉萨，访问速度会比较慢。那么这个问题的根本原因就是网络传输依赖网线。网线越长，时间必须越长。那么如何解决这个问题呢？其实思路很简单。百度在全国部署了完全相同的服务器。专业点叫冗余。想法很简单，但是实现起来还是挺麻烦的。服务器上的资源分为两种类型：静态资源和动态资源。静态资源：这些资源通常很少变化，比如图片、视频、css、javascript等动态资源：这些资源通常不同的用户在不同的时间以不同的方式访问，比如ftl、jsp等所以如果百度要将服务器部署在全国各地，如果每台服务器的动态资源都一样，那么可能还需要配置相应的数据库，因为动态资源记录的信息通常都保存在数据库中，那么这就是数据同步等涉及到的问题，会导致高昂的成本。这种专业的做法其实就是一个集群。目前，集群结构最多为三地五中心。并不是说全国多地做集群不行，主要是成本太高了。想了解更多三地五中心可以看https://mp.weixin.qq.com/s/uGyGldbwmShDDPDau5pAPw这篇文章也是我写的。那么有没有成本更低的方法呢？对，就是在每台服务器上只部署静态资源。静态资源通常不涉及数据库，所以成本比较低，也可以提高用户的访问速度。至此，我们介绍了CDN要实现的目标，那么如何实现这个目标呢？现在如果要比较CDN系统，我们可以考虑两点：CDN系统中存储静态资源的服务器的性能和网络速度。全国乃至全球CDN系统服务器节点数量及部署情况。第一点很好理解，第二点大家应该都明白。如果静态资源的服务器节点很多，每个用户都可以访问这些静态资源，而不用“长途跋涉”去获取。那么自然而然，这就是CDN系统的优势所在。一些公司看到了这种需求，所以现在其实有很多CDN提供商，比如阿里巴巴、腾讯等，都有自己的CDN服务。只要你自己的系统接入了这些大厂提供的CDN服务，你把你的静态资源传递给CDN服务，那么这些静态资源就会自动分发到全世界。那么现在的问题是，用户在访问静态资源的时候，也是通过域名访问的，而域名会被解析成某个IP地址。最近的IP地址呢？普通的DNS系统是做不到的，它需要一个专门的DNS服务器，这个专门的DNS需要知道用户当前所在的位置，还需要知道用户现在访问的域名对应的IP地址是哪个，在哪里是IP地址？对于第一个问题很容易解决。用户的IP地址是直接从用户的请求中提取出来的。比如这个IP地址解析到北京电信、上海移动等，第二个问题谁来解决？我们现在正在考虑CDN。CDN提供商必须知道他们公司在哪里部署了机器以及他们的IP地址，所以这个问题只能由CDN提供商来解决。CDN提供商会提供这种特殊的DNS服务器，我们称之为CDN专用DNS服务器。这种情况下，只要用户使用域名访问静态资源，如果用户直接将自己电脑的DNS地址配置为CDN专用DNS服务器。那么问题自然就解决了，但是需要考虑的时候，我们不能要求全世界所有的用户都修改自己电脑的DNS地址。所以这时候就需要用到DNS中的CNAME了。当用户使用域名访问静态资源时（该域名在阿里CDN服务中称为“加速域名”），例如域名为“image.baidu.com”，对应的CNAME名称为“cdn.ali.com”，那么普通DNS服务器（不同于CDN专用DNS服务器）在解析“image.baidu.com”时会先将“image.baidu.com”解析为“cdn.ali.com”。普通DNS服务器发现该域名对应一个DNS服务器，就会将域名解析工作转交给DNS服务器，也就是CDN专用DNS服务器。CDN专用DNS服务器解析“cdn.ali.com”，然后根据服务器上记录的所有CDN服务器地址信息，选择一个离用户最近的CDN服务器地址，返回给用户，用户就可以访问了最近的CDN服务器。补充：解析域名的记录有很多种，最常用的有：A记录：一个域名对应一个IP地址CNAME：一个域名对应另一个域名NS：分配子域名给其他DNS服务器在文章中我们可以看到，CDN的实现原理是依赖于DNS的，因为本人不是网络专业的，所以如果文章中有不准确的地方，请指出。
