內容交付網(wǎng)絡（CDN）是一個全球分布的網(wǎng)絡服務器或節(jié)點（PoP），其目的是提供更快的內容交付，內容被復制并存儲在整個CDN中，因此用戶可以訪問存儲在地理上離用戶最近的位置的數(shù)據(jù)。這與僅在一個中央服務器上存儲內容的傳統(tǒng)方法不同，客戶端訪問客戶端附近的數(shù)據(jù)副本，而不是所有客戶端訪問同一個中央服務器，以避免該服務器附近的瓶頸。

內容分發(fā)網(wǎng)絡的用途是什么？

CDN旨在優(yōu)化網(wǎng)絡內容的交付，它們?yōu)楣炯捌溆脩籼峁┑囊恍┲饕獌?yōu)勢包括：

更快的加載時間：CDN緩存的內容在地理位置上靠近其用戶，從而減少了請求和響應所需的傳輸距離。因此，用戶體驗到更快的網(wǎng)頁加載時間，這可以增加轉換并降低跳出率。

降低帶寬成本：從源服務器提供所有請求的內容需要在源服務器提供大量帶寬和處理能力。CDN通過緩存靜態(tài)內容和執(zhí)行其他優(yōu)化來降低帶寬上的負載和帶寬要求，這有助于大大降低成本。

改進的可用性和冗余性：對集中式基礎架構的依賴（例如從源服務器提供所有內容）會增加由于硬件故障、網(wǎng)絡中斷和其他事件而導致停機的風險，CDN將內容和請求分布在多個位置，從而減少局部中斷的影響。

增強的網(wǎng)站安全性：除了優(yōu)化對網(wǎng)絡內容的訪問外，CDN還可以包含安全功能。通過阻止分布式拒絕服務（DDoS）攻擊、增強數(shù)字證書安全和其他安全控制，CDN可以降低網(wǎng)絡攻擊的概率和影響。

CDN體系結構和關鍵組件

以下是內容交付網(wǎng)絡的一個簡單模型，其關鍵組件及其角色解釋如下：

內容提供商：交付內容的實體

授權：內容提供商授予CDN提供商交付內容的權限

報告：內容提供商要求CDN提供商進行性能分析，以評估CDN提供商的服務質量并訪問其他相關數(shù)據(jù)

來源：內容提供商發(fā)送內容的副本

內容：創(chuàng)建和/或許可分發(fā)的數(shù)字信息

請求：用戶向內容提供商請求查看或本地存儲數(shù)據(jù)（內容）

交付：CDN將內容交付給用戶

用戶：向內容提供商請求數(shù)據(jù)（內容）的實體

大多數(shù)CDN架構都是使用以下關鍵組件設計的：

交付節(jié)點：主要目的是將內容交付給最終用戶，傳遞節(jié)點是包含運行一個或多個內容傳遞應用程序的緩存的服務器。它們通常位于盡可能靠近最終用戶的位置。內容可以手動存儲到這些節(jié)點（推送CDN），或者傳遞節(jié)點可以根據(jù)緩存過期規(guī)則（拉式CDN）從源節(jié)點請求內容。推送CDN的優(yōu)點是，內容可以立即提供給需要的用戶。它的主要缺點是，內容提供商每次更新內容時都必須主動“推送”內容。拉式CDN的優(yōu)點是自動向內容提供商索取內容。它的主要缺點是最初的內容交付速度：當用戶第一次需要內容時，交付速度將與內容提供商沒有使用CDN時相同。然而，在這個初始請求之后，位于同一地理位置或與提出請求的原始用戶接近的所有其他用戶將能夠立即訪問內容，因為內容將被緩存在交付節(jié)點內。

存儲節(jié)點：主要目的是存儲分發(fā)到交付節(jié)點的原始數(shù)據(jù)的副本。存儲節(jié)點可以部署在分層模型中，以允許分層緩存。

原始節(jié)點：這些是內容的主要來源，可以在整個網(wǎng)絡或內容所有者的基礎設施中進行內容分發(fā)。

控制節(jié)點：主要目的是托管CDN的管理、路由和監(jiān)控組件。

內容的主要類型

動態(tài)內容：由web服務器使用幾種常見的web編程語言（如php、ruby或java）動態(tài)生成的內容

靜態(tài)內容：通常不會經(jīng)常更改并且不需要生成的內容。圖像、CSS和JavaScript等。

流媒體內容：通過網(wǎng)絡瀏覽器控件播放的視頻或音頻文件。

CDN節(jié)點通常部署在多個位置，通常通過多個主干網(wǎng)進行部署。組成CDN的節(jié)點和服務器的數(shù)量因體系結構而異，有些節(jié)點和服務器達到數(shù)千個節(jié)點，在許多遠程存在點（PoP）上有數(shù)以萬計的服務器，其他公司則建立全球網(wǎng)絡，并擁有少量地理PoP。CDN建立在互聯(lián)服務器網(wǎng)絡上，這些服務器戰(zhàn)略性地放置在一起，以最大限度地減少用戶與最近服務器之間的距離。這些服務器緩存web內容的副本。

當用戶請求網(wǎng)頁時，動態(tài)請求路由可確保其到達最近的可用CDN服務器。如果CDN服務器的緩存中有請求內容的最新副本，它將直接響應請求。如果沒有，CDN服務器將把請求轉發(fā)到原始服務器，原始服務器將填充請求。CDN服務器還可以緩存響應的副本以支持未來的請求。

CDN如何與DNS配合使用？

域名系統(tǒng)（DNS）將域名轉換為IP地址，這意味著每次對網(wǎng)絡內容的請求都從DNS查找開始。基于DNS的CDN系統(tǒng)使用DNS實現(xiàn)請求路由和重定向。當用戶請求特定的網(wǎng)頁時，他們將使用相同的域名，而不考慮位置。

然而，DNS服務器將根據(jù)請求者的位置進行響應，將用戶引導到最方便的CDN服務器。這種設計利用了DNS的設計來執(zhí)行請求重定向，而不需要復雜或低效的附加基礎設施。

CDN應用示例？

Netflix就是一個很好的CDN例子。像Netflix這樣的網(wǎng)站為用戶提供大型多媒體文件，同時，積極的用戶體驗在很大程度上取決于這些內容的快速交付，以避免視頻緩沖。

從源服務器提供所有視頻內容將是資源密集型的，并增加網(wǎng)絡延遲。相反，Netflix使用分布在其服務區(qū)域的CDN服務器。當用戶想要觀看視頻時，他們的請求會由最方便的CDN服務器來填充，從而減少網(wǎng)絡擁塞，降低延遲和視頻緩沖。

Web性能優(yōu)化說明

當涉及到運行網(wǎng)站時，出色的用戶體驗就是一切。一方面，用戶的期望值是巨大的；網(wǎng)站應該提供互動性、媒體和信息，但另一方面，互聯(lián)網(wǎng)正在發(fā)展，這使得提供一個用戶友好的網(wǎng)站變得越來越困難。

當我們考慮網(wǎng)站速度時，我們會考慮各種方法來優(yōu)化不同元素的加載速度，包括網(wǎng)頁、圖片、視頻、應用程序和用戶保存到計算機或通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器下載的其他元素。

一個加載速度高的網(wǎng)站會有更好的用戶體驗，在搜索引擎中占有更好的地位，也能有更高的轉化率（轉向客戶的網(wǎng)站訪問者數(shù)量）

內容交付的重要性

2022年全球零售電子商務銷售額達到5.2萬億美元，比上年增長17.1%。移動設備在其中所占的份額估計為60.1%。到2026年，電子商務可能會帶來約8.1萬億美元的收入。

以電子商務為例我們可以看出網(wǎng)站速度優(yōu)化的重要性。在電子商務中，銷售額與網(wǎng)站內容的交付速度直接相關。

根據(jù)調查機構Portent 2022年的一項研究發(fā)現(xiàn)，即使頁面加載速度略有提高，也會對轉化率產(chǎn)生巨大影響：

1秒的加載時間轉化為40%的轉化率。

1秒內加載的頁面的轉換率是5秒加載頁面的3倍。

在10秒內加載的頁面的轉換率比在1秒內加載的頁面低10倍。

實現(xiàn)銷售額最大化的最佳裝載時間不到2秒。

電子商務頁面1秒的加載時間平均轉化率為3.05%。

電子商務轉化率每秒加載時間下降0.3%。

更多數(shù)據(jù)證明網(wǎng)站速度和銷售額之間的聯(lián)系：

沃爾瑪?shù)目備N售額每秒增加2%，網(wǎng)頁加載速度加快

網(wǎng)頁加載速度每增加400毫秒，雅虎的流量就會增加9%

網(wǎng)頁加載速度每增加100毫秒，亞馬遜的總營業(yè)額就會增加1%

Shopzilla將網(wǎng)頁加載速度從6秒優(yōu)化為1.2秒。這導致網(wǎng)站總流量增長25%，收入增長12%

訪問速度直接影響您的網(wǎng)站收入，衡量標準影響品牌認知、忠誠度和訪問者參與度，也與以下指標息息相關：

1.用戶滿意度

長加載時間等于高彈跳率。反彈率是任何網(wǎng)站所有者都應該始終考慮的一個重要因素。簡單地說，就是用戶訪問你的網(wǎng)站，而不是繼續(xù)查看同一網(wǎng)站中的其他頁面，然后離開。它被認為是衡量網(wǎng)站有效性的最重要指標之一。

考慮到當今技術的進步，一個內容簡單的網(wǎng)站應該在2秒內完全加載。加載時間至關重要，因為它直接影響訪問者的滿意度或不滿意度，從而影響頁面收入。換句話說，時間至關重要！

2.提高搜索排名

自2010年起，谷歌開始在對網(wǎng)站進行排名時考慮加載時間。提高頁面加載時間是幫助訪問者更快地到達目的地的有效方法，它可以幫助您掌握搜索結果，這是被潛在用戶發(fā)現(xiàn)的最佳方式，這也讓頁面速度比以往任何時候都更重要。無論你的客戶是為了一個漂亮的界面、明確的隱私政策、最便宜的價格，還是僅僅因為他們找到了他們想要的東西，他們都必須盡快到達那里。如果你能把通往網(wǎng)站的路徑縮短，這只需要幾毫秒的時間，你就可以把更多的訪問轉化為實際訂單。

3.移動用戶

手機用戶比電腦用戶更有耐心，主要原因是他們習慣了網(wǎng)速較慢。但考慮到當今的連接速度，移動設備的加載時間是一個重要因素。盡管固定連接足以不會給網(wǎng)站加載時間帶來太多問題，但因為現(xiàn)在網(wǎng)絡瀏覽主要通過移動設備進行，所以移動頁面優(yōu)化比以往任何時候都更重要。根據(jù)最近的研究，250毫秒的頁面加載時間的優(yōu)勢是防止您的客戶去找競爭對手。通過選擇CDN而不是標準托管，您可以確保從離最終用戶最近的服務器交付內容。這也將為您節(jié)省為服務器購買額外硬件和軟件的費用。

互聯(lián)網(wǎng)是一種不斷變化的機制，新形式的數(shù)據(jù)和內容正在不斷創(chuàng)造。在它商業(yè)化后不久，必須解決盡快將大量數(shù)據(jù)推送給最終用戶的問題，CDN因此應運而生。

CDN的誕生

CDN的根源產(chǎn)生于近20年前，并一直是內容交付的驅動力，自其創(chuàng)立以來，學術界和商業(yè)開發(fā)商一直在對這項技術進行重大研究，CDN可以很容易地被認為是影響我們網(wǎng)絡體驗的頂級新興技術之一。

第一個內容交付網(wǎng)絡由總部位于馬薩諸塞州劍橋市的Akamai Technologies，Inc.構建。他們的CDN占全球互聯(lián)網(wǎng)流量的15-30%。他們在120個國家擁有2200多個存在點，隸屬于1500個網(wǎng)絡。緊隨其后并建立CDN的公司包括AT&T、澳大利亞電信和德國電信。自CDN推出以來，寬帶內容的交付以及音頻、視頻和相關數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上的流傳輸在市場上得到了顯著的推動。

內容交付網(wǎng)絡的發(fā)展可以分為四個階段：

預形成時期：第一個時期產(chǎn)生了服務器場、分層緩存、Web服務器的改進和緩存代理部署。第一個重大步驟是基礎設施開發(fā)、鏡像、緩存和多宿。這些技術為CDN的制造和發(fā)展創(chuàng)造了一個完美的起點。

第一代：第一代CDN主要關注動態(tài)和靜態(tài)內容交付，因為這是網(wǎng)絡上僅有的兩種內容類型。第一代的主要機制是復制品、智能路由和邊緣計算方法的創(chuàng)建和實現(xiàn)。應用程序和信息在服務器之間進行了拆分。

第二代：第二代CDN主要專注于視頻點播，也稱為VoD，在用戶和新聞服務之間傳輸視頻和音頻內容。第二代CDN為向移動用戶提供內容掃清了道路，當時它確實是革命性的。第二代CDN還被認為使用了P2P、云計算技術來交付和維護內容。不過，它還處于初級階段。

第三代：第三代CDN即將推出，預計將為社區(qū)建模，這意味著系統(tǒng)將由普通用戶和普通個人驅動。自我配置有望成為新的技術機制，以及自我管理和自主內容交付。預計體驗質量將成為焦點。

CDN市場的下一步發(fā)展還有很多研究和開發(fā)要做。內容交付網(wǎng)絡的發(fā)展試圖應對極端的帶寬壓力，首先是因為視頻流的需求和內容提供商的數(shù)量都在增長。隨著云計算的出現(xiàn)，CDN已經(jīng)成為一種持續(xù)的趨勢，涉及云計算的各個層面：

SaaS（軟件即服務），例如谷歌文檔

IaaS（基礎設施即服務），例如亞馬遜

PaaS（平臺即服務），例如谷歌應用引擎

BPaaS（業(yè)務流程即服務），例如廣告、支付

內容交付網(wǎng)絡的未來

未來這個行業(yè)將呈指數(shù)級增長，這意味著用于運行CDN的技術將進一步發(fā)展。

未來的主要目標是性能、可用性和安全性。

CDN提供商目前只有一種收集PoP性能數(shù)據(jù)的方式，那就是通過日志文件。它們的數(shù)量、種類和更新速度使解決問題、系統(tǒng)升級和質量評估成為更多的任務。因此，CDN未來的目標之一是開發(fā)基于機器學習的預測分析和算法，以預測行為模式。這些基于OSI通信功能模型的技術應該取代目前負責引導互聯(lián)網(wǎng)流量的BGP（邊界網(wǎng)關協(xié)議），并完全消除安全威脅。Facebook已經(jīng)開發(fā)了一種名為Open/R的類似技術，谷歌也開發(fā)了自己的名為Espresso的技術，負責提出將取代BGP的技術。

BGP的三個主要缺點

對網(wǎng)絡可擴展性的負面影響：屬于自治系統(tǒng)或網(wǎng)絡的每個路由器都必須將屬于同一網(wǎng)絡的所有其他路由器的地址存儲在其路由表中。網(wǎng)絡越大，路由表就越長，這需要路由器有足夠的內存，而許多舊路由器沒有（或無法更新）。這個問題可以通過在網(wǎng)絡中添加路由反射器來解決。路由器沒有相互連接，而是全部連接到路由反射器。這種表增長是由使用BGP引起的，總體上對網(wǎng)絡可擴展性有負面影響。

靈活性：BPG運行的路由器無法預測網(wǎng)絡擁塞是否會發(fā)生以及何時發(fā)生，因為它們的數(shù)據(jù)包轉發(fā)機制只能到達數(shù)據(jù)包的傳輸層。這意味著路由器無法訪問數(shù)據(jù)包的狀態(tài)和數(shù)據(jù)包到達目的地的最佳路徑等信息。可以手動控制路徑選擇的某些方面，但這仍然不夠可擴展。

安全問題：互聯(lián)網(wǎng)流量幾乎總是涉及通過幾個自主系統(tǒng)（例如ISP及其基礎設施）傳輸數(shù)據(jù)包，這些系統(tǒng)之前已經(jīng)就允許流量的條款和條件達成了一致。自治系統(tǒng)必須相互信任，這就是問題的產(chǎn)生。

內容交付網(wǎng)絡的好處

基于移動和應用程序的互聯(lián)網(wǎng)迫使越來越多的內容提供商、內容出版商和在線供應商簡化導航并改善用戶體驗，主要是網(wǎng)站的頁面加載時間。

以下是您必須考慮在業(yè)務生態(tài)系統(tǒng)中實施CDN的8個原因：

全球可訪問性：內容交付網(wǎng)絡有助于使內容在全球范圍內可用和可訪問，通過擁有多個存在點（PoP）來繞過內容來源和目的地的問題。這有助于全球商業(yè)交易。

分布式存儲：如果網(wǎng)絡的主服務器距離位于亞洲的客戶整整一個大陸，那么當客戶進行查詢時，內容交付將很慢。因此，CDN使用的服務器盡可能靠近最終用戶的地理位置。這大大加快了內容交付。

自動數(shù)據(jù)分析：通常，CDN提供商根據(jù)數(shù)據(jù)量對其服務收費。這包括數(shù)據(jù)分析：最常用的搜索查詢、時間、位置等。數(shù)據(jù)分析使公司能夠改進其商業(yè)模式，了解哪些做法有效，哪些做法無效，以及哪里有增長空間。

減少延遲：CDN使用全局可訪問的服務器并復制內容。他們的最終用戶通常比主服務器更接近PoP，這減少了內容交付的延遲。

低網(wǎng)絡擁塞率：當擁塞率較低時，性能會更好。當大量用戶想要同時訪問一個網(wǎng)站時，經(jīng)常會出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞。能夠將用戶重定向到復制的內容，可以減少網(wǎng)絡擁塞，提高整體性能和更好的用戶體驗。

DDoS攻擊防護：DDoS攻擊的目的不僅僅是使網(wǎng)站暫時不可用。他們的目的是削弱對運營該網(wǎng)站的公司的信任，對公眾對CDN提供商和其他相關服務的看法產(chǎn)生負面影響。

提高可靠性和可信度：與通過其他來源交付的內容相比，通過CDN交付的內容很有可能保持最佳質量。CDN的設計使內容能夠以更快的速度分發(fā)。這使得共享的事實信息更加值得信賴，這對客戶滿意度有積極影響。

降低管理費用：CDN無需為昂貴的國外服務和多個提供商付費。通過這些網(wǎng)絡分發(fā)的內容在全球范圍內只需一家提供商的幫助即可獲得。付費客戶可以將互聯(lián)網(wǎng)流量分配給更多的交付節(jié)點，如果這是他們所需要的，并且可以有效地解決內容可用性問題。

以下還有部分CDN可以為網(wǎng)站提供的一些其他好處，這些好處可以極大地提高網(wǎng)站性能和用戶體驗：

頁面加載時間每增加100毫秒，收入就會增加1%

留住更多的客戶（他們更滿意）

更易于管理的流量

產(chǎn)品的最大可用性

輕松交付視頻、音頻豐富的內容

建立更多的交互式網(wǎng)站，而不會因延遲而損失訪問者

輕松接觸移動客戶

設置您自己的標準，為您的網(wǎng)站實現(xiàn)最佳性能

業(yè)務的可擴展性更強，您可以隨心所欲地增長業(yè)務

什么是好CDN

選擇一種領先于網(wǎng)絡和移動技術不斷進步以及不斷演變的威脅格局的CDN，將使您能夠始終如一地為客戶提供盡可能好的在線體驗，同時最大限度地降低運營復雜性和管理成本。

但問題來了：什么才是最好的CDN？

這個問題的唯一答案是：最好的CDN取決于您的實際需要。

選擇CDN是一項艱巨的任務，因為乍一看，它們可能看起來很相似，但一旦你深入了解細節(jié)，你會發(fā)現(xiàn)不同CDN廠商之間的邏輯和產(chǎn)品存在一些顯著的差異。

您的需求

在開始比較和分析各種CDN提供商之前，您必須首先評估自己的需求和要求。你有什么樣的網(wǎng)站？您的用戶位于哪里？您為用戶提供的服務最多的是哪種媒體（文本、視頻等）？你的預算是多少？你必須首先搞清楚這些問題，這樣你就可以大致了解你需要什么。不同的CDN可能有不同的專長，選擇能滿足您需求的CDN很重要。

用戶地理位置

地理位置在內容交付中起著重要作用，你需要知道你的用戶在哪里。是本地的、地區(qū)的還是全球的？選擇在受眾所在區(qū)域具有節(jié)點（PoP）的CDN非常重要。每個PoP都應該有足夠的出口容量，以確保您的受眾獲得盡可能快的體驗。CDN還應與本地互聯(lián)網(wǎng)服務提供商（ISP）和為您的受眾提供服務的最后一公里網(wǎng)絡簽訂對等協(xié)議，以消除CDN和用戶互聯(lián)網(wǎng)連接之間的“最后一公里”瓶頸。如果您計劃只向本地受眾提供內容，則不需要全球性CDN，使用本地CDN可能會更好。

此外，一些CDN提供商專門從事特定的地理區(qū)域。例如，如果你想向中國交付內容，你不僅面臨地理距離，還需要考慮中國政府提出的額外備案和其他相關要求。

速度和可靠性

您決策的關鍵因素之一很可能是CDN的速度和可靠性。衡量速度和可靠性的三種最重要的方法是：

響應時間-服務器響應瀏覽器請求所需的時間指標；

延遲-主機服務器接收和處理對對象（如CSS文件或圖像）的請求所需的時間。當訪問者點擊您的頁面時，需要加載的對象數(shù)量將影響總響應時間；

吞吐量-內容交付的穩(wěn)定性。

您選擇的CDN服務提供商應該擁有一個大型節(jié)點網(wǎng)絡。簡單地說，您擁有的服PoP越多，您就可以更快、更可靠地交付內容。更多的服務器意味著更少的緩沖、更大的冗余和更大的可擴展性。由于最終用戶通過CDN連接到您的網(wǎng)站，因此您需要確保最大限度的正常運行時間和可用性，評估CDN對SLA負責的能力。

成本和定價模型

在選擇CDN之前，對成本和性能進行優(yōu)先級排序非常重要。您需要了解幾毫秒的延遲可能會如何影響您的用戶體驗。如果您運行的是一個關鍵任務網(wǎng)站或應用程序，幾百毫秒的時間會對您的業(yè)務產(chǎn)生重大影響，您可能需要選擇性能最好的CDN。然而，也許你的網(wǎng)站或應用程序不是關鍵任務，這幾百毫秒對你的用戶來說是看不見的或無關緊要的。在這種情況下，您可以選擇成本更低、性能相對較好的CDN。

安全性

在選擇CDN時，安全性是一個重要的考慮因素。加密、DDoS防御和合規(guī)性等功能都在選擇供應商方面發(fā)揮著關鍵作用。加密可確保您的客戶的身份、交易和網(wǎng)站的完整性在端點和CDN邊緣之間的傳輸過程中得到保護。DDoS攻擊是一股無處不在的力量，云供應商經(jīng)常與之斗爭；確保供應商具有抵御這些攻擊的必要實力，以便您的內容始終能夠得到服務。最后，如果您從CDN提供的內容需要額外的注意（如敏感的醫(yī)療信息、財務數(shù)據(jù)等），則合規(guī)性在供應商選擇中發(fā)揮著關鍵作用。

支持

CDN的支持和服務人員的質量直接反映了CDN的質量。合適的CDN提供了具有深度專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗的團隊，他們能夠提供專業(yè)管理的交付和安全服務，提供全天候、積極主動的全球監(jiān)控和支持。