導入

CDN の正式名称は Content Delivery Network で、コンテンツ配信ネットワークのことです。その目的は、既存のインターネットにネットワークアーキテクチャの新しい層を追加して、Web サイトのコンテンツをユーザーに最も近いネットワークのエッジに公開することで、ユーザーが必要なコンテンツを近くで取得できるようにし、Web サイトの応答速度を向上させることです。ユーザーのウェブサイトへのアクセス。CDN はミラーリングよりもスマートであるため、ミラーリングとは異なります。つまり、CDN = よりスマートなミラーリング + キャッシュ + トラフィック迂回という比喩を使用することもできます。したがって、CDN はインターネットネットワーク内の情報フローの効率を大幅に向上させることができます。技術的には、ネットワーク帯域幅の狭さ、ユーザーのアクセス数の多さ、コンセントの偏在などに起因する問題を総合的に解決し、ユーザーのWebサイトへのアクセスの応答速度を向上させます。

準備する

CDN をより深く理解するために、CDN ワークフローを見てみましょう。ユーザーが CDN サービスに参加している Web サイトにアクセスすると、まず DNS リダイレクトテクノロジを使用してユーザーに最も近い最適な CDN ノードが決定され、ユーザーのリクエストはそのノードに送信されます。ユーザーのリクエストが指定されたノードに到達すると、CDN のサーバー (ノード上のキャッシュ) が、ユーザーがリクエストしたコンテンツをユーザーに提供する責任を負います。具体的なプロセスは次のとおりです: ユーザーがブラウザにアクセスしたい Web サイトのドメイン名を入力すると、ブラウザはローカル DNS にドメイン名を解決するよう要求します。ローカル DNS はその要求を Web サイトのプライマリ DNS に送信し、プライマリ DNS はDNS は一連のポリシーに従って決定され、その時点で最適な CDN ノードが決定され、その解析結果 (IP アドレス) がユーザーに送信され、ユーザーは指定された CDN ノードに対して該当する Web サイトのコンテンツを要求します。
ユーザーがオリジンサイトビジネスにアクセスするとパフォーマンスのボトルネックが発生するため、CDN テクノロジを使用してオリジンサイトのコンテンツを複数のノードにキャッシュします。ユーザーがオリジンドメイン名へのリクエストを開始すると、そのリクエストはユーザーに最も近いサービスノードにディスパッチされ、サービスノードは直接かつ迅速に応答するため、ユーザーアクセスの遅延が効果的に短縮され、可用性が向上します。

知る

1. 利点

CDN の利点は明らかです:
(1) CDN ノードは事業者間および地域間アクセスの問題を解決し、アクセス遅延が大幅に減少します; (
2) ほとんどのリクエストは CDN エッジノードで完了し、CDN が迂回の役割を果たします。トラフィックの発生源であるステーションの負荷を軽減する役割を果たします。

2. CDN関連技術

CDN の実装はさまざまなネットワークテクノロジのサポートに依存していますが、そのうちの主なものとしては、ロードバランシングテクノロジ、動的コンテンツ配信およびレプリケーションテクノロジ、キャッシュテクノロジがあります。

2.1 負荷分散技術

負荷分散テクノロジは CDN で使用されるだけでなく、サーバー負荷分散やネットワークトラフィック負荷分散など、ネットワークの多くの領域でも広く使用されています。名前が示すように、ネットワーク内の負荷分散とは、同じタスクを実行できる複数のサーバーまたはネットワークノードにネットワークトラフィックをできるだけ均等に分散し、一部のネットワークノードの過負荷を回避することです。これにより、ネットワークトラフィックが増加するだけでなく、ネットワーク全体のパフォーマンスも向上します。CDN では、負荷分散はサーバー負荷分散とサーバー全体負荷分散に分類されます (サーバーグローバル負荷分散とも呼ばれるものもあります)。サーバー負荷分散とは、パフォーマンスの異なるサーバー間でタスクを割り当てる機能を指します。これにより、パフォーマンスの低いサーバーがシステムのボトルネックにならないようにするだけでなく、パフォーマンスの高いサーバーのリソースが最大限に活用されるようになります。グローバルなサーバー負荷分散により、Web ホスト、ポータル、企業は地理的位置に基づいてコンテンツやサービスを配信できます。マルチサイトのコンテンツとサービスを使用してフォールトトレランスと可用性を向上させ、ローカルまたは地域のネットワーク停止、停電、または自然災害によって引き起こされる障害から保護します。CDN ソリューションでは、サーバー全体の負荷分散が重要な役割を果たし、そのパフォーマンスは CDN 全体のパフォーマンスに直接影響します。

2.2 動的コンテンツ配信および複製テクノロジー

ご存知のとおり、Web サイトへのアクセスの応答速度は、ネットワーク帯域のボトルネックの有無、通信時の経路の混雑や遅延の有無、Web サイトのサーバーとアクセスの処理能力など、さまざまな要因によって決まります。距離などほとんどの場合、Web サイトの応答速度は、訪問者と Web サイトのサーバー間の距離と密接に関係しています。訪問者と Web サイト間の距離が遠すぎる場合、それらの間の通信も複数のルーティング、転送、処理を経由する必要があり、ネットワークの遅延は避けられません。コンテンツ配信・レプリケーション技術を利用して、Webサイトの本体を占める静的Webページ、画像、ストリーミングメディアデータの大部分を、さまざまな場所の高速化ノードに配信・複製する方法が有効です。したがって、動的コンテンツ配信および複製技術も CDN に必要な主要な技術です。

2.3 キャッシュ技術

キャッシュ技術はもはや新しい技術ではありません。Web キャッシュサービスは、プロキシキャッシュサービス、透過的プロキシキャッシュサービス、リダイレクトサービスを使用した透過的プロキシキャッシュサービスなど、いくつかの方法でユーザーの応答時間を改善します。Web キャッシュサービスにより、ユーザーが Web ページにアクセスするときの WAN トラフィックを最小限に抑えることができます。企業イントラネットユーザーにとって、これは、Web ページを取得するために専用の WAN を経由するのではなく、コンテンツをローカルにキャッシュすることを意味します。インターネットユーザーにとって、これは、インターネット経由で Web ページを取得することなく、コンテンツを ISP のキャッシュに保存することを意味します。これにより、ユーザーのアクセス速度が向上することは間違いありません。CDN の中核機能はネットワークのアクセス速度を向上させることであるため、キャッシュ技術も CDN で使用されるもう 1 つの主要な技術になります。

3. CDN アクセラレーションの例

ビジネスオリジンサイトのドメイン名が www.test.com であるとします。ドメイン名が CDN に接続され、アクセラレーションサービスが開始されると、ユーザーは HTTP リクエストを開始します。実際の処理フローは図に示すとおりです。 :
- ユーザーが www.test.com で 1.jpg などの画像リソースの要求を開始するときは、まずローカル DNS に対するドメイン名解決要求を開始する必要があります。
- ローカル DNS が www.test.com を解決すると、CNAME www.test.com.cdn.dnsv1.com が設定されていることがわかり、解決リクエストが Tencent DNS (GSLB) に送信されます。GSLB はスケジューリングです。 Tencent Cloud が独自に開発したシステムで、リクエストに対して最適なノード IP が割り当てられます。
- ローカル DNS は、Tencent DNS から返された解決 IP を取得します。
- ユーザーテストは分析IPを取得します。
- ユーザーは、取得した IP に対してリソース 1.jpg へのアクセス要求を開始します。
- IP に対応するノードキャッシュに 1.jpg がある場合、データはユーザーに直接返され (10)、リクエストは終了します。ノードが 1.jpg をキャッシュしていない場合、ノードはビジネス起点サイト (6、7、8) に 1.jpg のリクエストを開始し、リソースを取得した後、ユーザー定義のキャッシュに基づいてリソースを保存します。戦略 (9) が返され、ユーザーに返され (10)、その時点でリクエストは終了します。
- これら 2 つのレベルのキャッシュ (ブラウザー、CDN) では、当然、キャッシュ更新の問題が発生します。

3.1 ブラウザキャッシュの更新

アドレスバーに URL を入力し、Enter キーを押すか、[実行] ボタンをクリックします
。ブラウザは、リクエスト数が最も少ない Web ページのデータを取得します。ブラウザは、有効期限が切れていないすべてのコンテンツに対してローカルキャッシュを直接使用するため、リクエストの数が減少します。ブラウザへのリクエスト。したがって、Expires タグと max-age タグはこのメソッドでのみ有効です。
F5 またはブラウザの更新ボタンを押します。
ブラウザは必要なキャッシュネゴシエーションをリクエストに添付しますが、ブラウザはローカルキャッシュを直接使用することはできません。Last-Modified と ETag を有効にすることはできますが、Expires に対しては無効です。
Ctrl+F5 を押すか、Ctrl を押して更新ボタンをクリックします。
この方法は強制的に更新を行い、キャッシュを使用せずに常に新しいリクエストを開始します。

3.2 CDN キャッシュ

ブラウザーのローカルキャッシュの有効期限が切れると、ブラウザーは CDN エッジノードへのリクエストを開始します。ブラウザーのキャッシュと同様に、CDN エッジノードにもキャッシュメカニズムがあります。
CDN のオフロード効果により、ユーザーアクセスの遅延が軽減されるだけでなく、配信元サイトの負荷も軽減されます。しかし、その欠点も明らかです。Web サイトが更新されたときに、CDN ノード上のデータが時間内に更新されない場合、ユーザーがブラウザーで Ctrl + F5 を使用してブラウザーキャッシュを無効にしても、CDN エッジノードは同期されません。最新のデータ。ユーザーアクセス例外が発生します。

3.3 CDN キャッシュ戦略

CDN エッジノードのキャッシュ戦略はサービスプロバイダーによって異なりますが、通常は http 標準プロトコルに従い、http 応答ヘッダーの Cache-control: max-age フィールドを通じて CDN エッジノードのデータキャッシュ時間を設定します。
クライアントが CDN ノードにデータを要求すると、CDN ノードはキャッシュされたデータの有効期限が切れているかどうかを判断します。キャッシュされたデータの有効期限が切れていない場合、キャッシュされたデータはクライアントに直接返されます。それ以外の場合、CDN ノードはリターンを発行します。 -to-origin オリジンサイトへのリクエスト。オリジンサイトから最新のデータを取得し、ローカルキャッシュを更新し、最新のデータをクライアントに返します。
CDN サービスプロバイダーは通常、ファイルサフィックスとディレクトリに基づいて CDN キャッシュ時間を指定する複数のディメンションを提供し、より洗練されたキャッシュ管理をユーザーに提供します。
CDN キャッシュ時間は、「原点復帰率」に直接影響します。CDN キャッシュ時間が短い場合、CDN エッジノード上のデータが頻繁に失敗し、頻繁にオリジンに戻り、オリジンサイトの負荷が増加し、アクセス遅延も増加します。CDN キャッシュ時間が長すぎる場合、、データ更新が発生して時間が遅い問題。開発者は、特定のデータキャッシュ時間管理を実行するには、特定のビジネスを追加する必要があります。

3.4 CDN キャッシュのリフレッシュ

CDN エッジノードは開発者にとって透過的であり、ブラウザ Ctrl+F5 を使用してブラウザのローカルキャッシュを無効にする強制更新と比較して、開発者は CDN サービスプロバイダーが提供する「キャッシュの更新」インターフェイスを通じて CDN エッジノードのキャッシュをクリアできます。の。このように、開発者は「キャッシュの更新」機能を使用して、データの更新後に CDN ノード上のデータキャッシュを強制的に期限切れにし、クライアントがアクセス時に最新のデータを確実に取得できるようにすることができます。

要約する

CDN = よりスマートなミラーリング + キャッシュ + トラフィック迂回
デバイス検出、シグナリング交換（画像処理、エンコード、ストリーミング、CDN、ストリーミング、デコード、画像処理）
この CDN 記事はインターネットから収集され、インターネット上で共有され、一般の学習と理解のみを目的としています: CDN_Global Encyclopedia

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