对于 CDN 这个东西，相信大家都有耳闻，感觉既陌生但又熟悉。最近深入了解了一下 CDN，这才发现原来 CDN 如此重要！今天就跟大家科普一下 CDN 是什么，以及为啥要有 CDN，最后再讲一下 CDN 的工作过程！
浏览器的网络请求
要理解 CDN 这件事情，我们就得先理解浏览器发出一个请求的过程是怎样的，其整体过程如下图所示。
- 用户在浏览器中输入要访问的网址域名。
- 浏览器向本地 DNS 服务器请求对域名的解析。
- 如果本地 DNS 服务器有域名的解析结果，那么直接响应用户请求，返回该域名对应的 IP 地址。
- 如果本地 DNS 服务器没有域名的解析结果，那么则会递归地向 DNS 系统请求解析，随后将该结果返回给用户。
- 浏览器得到域名解析结果后，其实也就是域名对应的 IP 地址。
- 随后浏览器向服务器请求内容。
- 服务器将用户请求内容返回给浏览器。
通过这么复杂的步骤，用户就可以看到页面内容了。但实际上，在第 6、7 这两步的时候，其中间也经过了非常复杂的过程。为了更清晰地表述，我们可以将这个过程分为 3 个主要节点，如下图所示。
网站服务器通过公网出口，再通过长途骨干网，最后通过用户的宽带广猫到达用户所在的局域网，最终才到达用户电脑的浏览器。其中长途骨干网的传输是最为耗时的，它需要经过网站服务器所在的机房、骨干网、用户所在城域网、用户所在接入网等，其物理传输距离非常遥远。 在这种情况下，如果传输的数据非常多，访问的用户特别大，那么就会出现很长的延时，影响用户体验。同时，每请求一次数据都需要经过漫长的数据传输，对于长途骨干网来说，都是一次负担。
刚刚说的这个场景，很形象的一个例子是春节抢票的场景。当我们春节抢票时，我们都会登陆 12306 网站，网站上肯定有不少图片资源。这时候可能同时会有 1 个亿的人，同时去请求一张一模一样的图片。这时候如果我们都按照上面的过程去请求一次图片数据，那么将会产生 1 亿次的网络数据传输，这对于我们整个国家的互联网基础设施是个灾难啊！
但事实情况是：12306 貌似也没有挂掉呀！
那么他们是如何解决这个问题呢？答案就是：CDN！
什么是 CDN ？
其实 CDN 就是内容分发网络的意思，其英文全称为 Content Delivery Network。简单地说，CDN 可以提前把数据存在离用户最近的数据节点，从而避免长途跋涉经过长途骨干网，最终达到减少骨干网负担、提高访问速度的目的。 按照我们上面的场景，如果没有 CDN 的话，每次请求都需要从网站服务器经过公网出口、长途骨干网、用户接入局域网，最终到达浏览器。但是当有了 CDN 之后，可能就变成了下面这样：
浏览器请求图片数据时，会先去 CDN 缓存服务器获取。如果获取到数据，那么就直接返回。否则才会经过长途骨干网，最终到达网站服务器获取图片数据。那么只要我们提前在 CDN 缓存服务器上传图片，那么我们就可以极大地减少网络流量，同时减少网络延迟。
从上图我们可能会觉得：这不就是在长途骨干网和用户局域网中间，加了一个服务器嘛。但事实上可并不是这样，CDN 其实还缩短了请求数据的距离。我们知道用户所处的位置可能是全国各地，为了尽可能地减少网络传输的延时，一般都会在离用户较近的地方设置 CDN 缓存服务器，例如：在华南、华北、华东、西南设置一个主 CDN 服务器，这样各个地区的用户就可以直接请求对应的 CDN 服务器，而不需要来回跑大半个中国，极大地提高了效率！因此，当我们说内容分发网络的时候，脑海里应该有如下这样一张图片：遍布全国各地的 CDN 缓存服务器，组成了我们的内容分发网络。每次用户请求都会到离他最近的 CDN 服务器请求数据，从而极大地提高访问速度。
CDN 工作原理
到了这里，相信大家都知道 CDN 是什么了。但实际上 CDN 是如何与 DNS 结合起来的，这里面还是有点复杂的。加入了 CDN 之后，浏览器的网络请求就变成如下图所示的情况。
- 浏览器发起图片 URL 请求，经过本地 DNS 解析，会将域名解析权交给域名 CNAME 指向的 CDN 专用 DNS 服务器。
- CDN 的 DNS 服务器将 CDN 的全局负载均衡设备 IP 地址返回给浏览器。
- 浏览器向 CDN 全局负载均衡设备发起 URL 请求。
- CDN 全局负载均衡设备根据用户 IP 地址，以及用户请求的 URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，向其发起请求。
- 区域负载均衡设备会为用户选择最合适的 CDN 缓存服务器（考虑的依据包括：服务器负载情况，距离用户的距离等），并返回给全局负载均衡设备。
- 全局负载均衡设备将选中的 CDN 缓存服务器 IP 地址返回给用户。
- 用户向 CDN 缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户请求，最终将用户所需要偶的内容返回给浏览器。
使用 CDN 服务的网站，只需要将域名解析权交给 CDN 服务商，接着将需要分发的内容上传到 CDN，就可以实现内容加速了！
总结
这么看下来，其实 CDN 内容分发网络，本质上就是一大堆遍布在全球各个角落的缓存服务器。通过与 DNS 的配合，找到最靠近用户的一台 CDN 缓存服务器，然后把数据快速地分发给用户。通过 CDN 技术，我们不仅减少了对于整体骨干网的流量负担，还提高了用户的体验，真是一举两得啊！
