到底什麼是CDN？
如今這個移動互聯網時代，越來越多的人使用手機觀看視頻，豐富自己的娛樂生活。
可是，大家在追劇的時候，有沒有想過一個問題——為什麼有時候明明自己手機的網速很快，但觀看視頻時，仍然卡頓？
回答這個問題之前，我們先來做一道算術題。
以之前很火的「延禧攻略」為例，當時曾經在某視頻APP實現了1千萬用戶同時在線觀看。
如果大家觀看的是1080p清晰度的視頻（理論上需要4Mbps帶寬），那麼，累計需要的流量帶寬是10,000,000×4Mbps=40,000,000Mbps=40Tbps。
對於優酷、愛奇藝這樣的互聯網視頻內容提供商來說，這無疑是非常巨大的流量壓力。
我們普通計算機的網卡，是1Gbps的帶寬。如果優酷有一臺超級伺服器，那麼，這臺超級伺服器就需要4萬塊網卡，而且必須百分之百跑滿速度，纔能夠實現這1千萬用戶的流暢觀看。
對於一些實力不夠的服務商，或者突發流量陡增的情況，就會造成擁塞，從而導致卡頓和延時。
有這麼一個說法：當用戶打開一個頁面，等待超過4秒，他就會關閉這個頁面。也就是說，這個用戶就會流失。
▼這應該是大家最討厭的符號
用戶的流失，就意味著金錢的流失。沒有任何一家互聯網服務提供商希望這樣的情況發生。所以，它們必須想方設法讓自己的內容儘快呈現，縮短用戶的等待時間，提升用戶的體驗。
而CDN，就是一項非常有效的縮短時延的技術。
CDN的誕生
上世紀80年代，互聯網技術剛剛走入民用領域。
人們主要通過撥號來訪問網路，帶寬很低，用戶也很少，所以，沒有對骨幹網以及伺服器帶來壓力。
隨著互聯網的爆炸式發展，用戶越來越多，加上寬頻接入網的出現，內容源伺服器和骨幹網路的壓力越來越大，無法及時響應用戶的訪問需求。
1995年，麻省理工學院教授、互聯網的發明者之一，Tim Berners-Lee博士發現，網路擁塞越來越嚴重，將會成為互聯網發展的最大障礙。
於是，他提出一個學術難題，希望有人能發明一種全新的、從根本上解決問題的方法，來實現互聯網內容的無擁塞分發。
當時Tim Berners-Lee博士的隔壁，是Tom Leighton教授的辦公室。他是一位麻省理工學院應用數學教授。
他被Berners-Lee的挑戰激起了興趣，於是他請研究生Danny C. Lewin和其他幾位頂級研究人員一起破解這個技術難題。
最終，他們開發了利用數學運演算法則來處理內容的動態路由演算法技術，有效地解決了這個難題。這個技術，就是CDN。
他們還為此專門成立了公司，發揮其商業價值。這個公司，就是後來鼎鼎大名的CDN服務鼻祖——Akamai公司。
CDN的原理
CDN這個技術其實說起來並不複雜，最初的核心理念，就是將內容緩存在終端用戶附近。
內容源不是遠麼？那麼，我們就在靠近用戶的地方，建一個緩存伺服器，把遠端的內容，複製一份，放在這裡，不就OK了？
因為這項技術是把內容進行了分發，所以，它的名字就叫做CDN——Content Delivery Network，內容分發網路。
具體來說，CDN就是採用更多的緩存伺服器（CDN邊緣節點），布放在用戶訪問相對集中的地區或網路中。當用戶訪問網站時，利用全局負載技術，將用戶的訪問指向距離最近的緩存伺服器上，由緩存伺服器響應用戶請求。（有點像電商的本地倉吧？）
大家可能覺得，這個不就是「鏡像伺服器」嘛？其實不一樣。鏡像伺服器是源內容伺服器的完整複製。而CDN，是部分內容的緩存，智能程度更高。
確切地說，CDN=更智能的鏡像+緩存+流量導流。
而且還需要注意的是，CDN並不是隻能緩存視頻內容，它還可以對網站的靜態資源（例如各類型圖片、html、css、js等）進行分發，對移動應用APP的靜態內容（例如安裝包apk文件、APP內的圖片視頻等）進行分發。
我們來舉個例子，看看CDN的具體工作流程。
如果某個用戶想要訪問優酷的視頻點播內容，那麼：
具體步驟：
①、當用戶點擊APP上的內容，APP會根據URL地址去本地DNS（域名解析系統）尋求IP地址解析。
②、本地DNS系統會將域名的解析權交給CDN專用DNS伺服器。
③、CDN專用DNS伺服器，將CDN的全局負載均衡設備IP地址返回用戶。
④、用戶向CDN的負載均衡設備發起內容URL訪問請求。
⑤、CDN負載均衡設備根據用戶IP地址，以及用戶請求的內容URL，選擇一臺用戶所屬區域的緩存伺服器。
⑥、負載均衡設備告訴用戶這臺緩存伺服器的IP地址，讓用戶向所選擇的緩存伺服器發起請求。
⑦、用戶向緩存伺服器發起請求，緩存伺服器響應用戶請求，將用戶所需內容傳送到用戶終端。
⑧、如果這臺緩存伺服器上並沒有用戶想要的內容，那麼這臺緩存伺服器就要網站的源伺服器請求內容。
⑨、源伺服器返回內容給緩存伺服器，緩存伺服器發給用戶，並根據用戶自定義的緩存策略，判斷要不要把內容緩存到緩存伺服器上。
CDN的好處
採用CDN技術，最大的好處，就是加速了網站的訪問——用戶與內容之間的物理距離縮短，用戶的等待時間也得以縮短。
而且，分發至不同線路的緩存伺服器，也讓跨運營商之間的訪問得以加速。
例如中國移動手機用戶訪問中國電信網路的內容源，可以通過在中國移動假設CDN伺服器，進行加速。效果是非常明顯的。
此外，CDN還有安全方面的好處。內容進行分發後，源伺服器的IP被隱藏，受到攻擊的概率會大幅下降。而且，當某個伺服器故障時，系統會調用臨近的健康伺服器，進行服務，避免對用戶造成影響。
正因為CDN的好處很多，所以，目前所有主流的互聯網服務提供商，都採用了CDN技術。所有的雲服務提供商，也都提供了CDN服務（價格也不算貴，按流量計費）。
CDN和通信行業
CDN是從傳統IT行業發展起來的一項服務。但是，對於我們通信行業來說，CDN也有非常大的商業價值。
互聯網服務提供商採用CDN，是以存儲換時延。花錢購置CDN伺服器或雲計算服務，以此換取更好的用戶體驗。
通信運營商也追捧CDN，但它們的目的，是以存儲換帶寬——通過服務「下沉」，減輕上層骨幹網路的流量壓力，避免硬體擴容，降低網路建設成本。
這個很好理解啊，如果大量的業務流量數據在骨幹網跑來跑去，骨幹網肯定喫不消，要拚命擴容。如果這些業務流量數據在底層就被解決了，那麼，骨幹網的帶寬壓力自然就減輕了。不是麼？
很多運營商已經將CDN下沉到地市級，以此減輕壓力，同時可以提升用戶體驗。
講到這裡，廣大通信汪們是不是想到了什麼？
沒錯，這個和前幾天介紹過的移動邊緣計算，有異曲同工之妙。
一直以來，隨著網路能力的不斷提升，內容資源和計算能力都在不斷「往上走」，走到雲計算中心。由一個核心雲計算中心，對所有終端節點提供服務。
結果，人們回過頭來發現，對於非常大的面積區域，非常多的用戶數量，尤其是國家級或世界級的服務，不管你把這個中心設在哪裡，也不管你這個中心的能力有多強大，都無法克服物理距離上的障礙，會導致無法忍受的延時和網路擁塞。
於是乎，人們就開始把雲計算中心進行部分「下沉」，這纔有了霧計算、霾計算。甚至人們開始質疑，集中式計算是否會最終被分散式計算所取代？
即將到來的5G，提出三大場景和切片，用同一張網路，滿足不同的需求，就體現了這樣的設計思想，順應了潮流的發展方向。
總而言之，對於網路技術來說，不管是黑貓、白貓，總之，能抓到老鼠的，就是好貓。難道不是麼？
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