了解内容交付网络 (CDN) 及其对 Internet 性能的影响

内容分发网络 (CDN) 是一组地理上分布的服务器，它们通过使 Web 内容更接近用户所在位置来加速 Web 内容的分发。 全球各地的数据中心都使用缓存，这是一种临时存储文件副本的过程，以便您可以通过您附近的服务器更快地从支持网络的设备或浏览器访问互联网内容。 CDN 在靠近您的物理位置的代理服务器中缓存网页、图像和视频等内容。 这使您可以执行一些操作，例如观看电影、下载软件、检查银行余额、在社交媒体上发帖或进行购买，而无需等待内容加载。

您可以将 CDN 想象成 ATM。 几乎每个角落都有提款机，可以快速高效地取钱。 银行无需排长队等待，而且 ATM 机设置在许多便利的地点，可以立即取用。

CDN 服务的创建是为了解决因通过互联网提供丰富的 Web 内容（例如图形和视频）而导致的网络拥塞问题，就像交通拥堵一样。 从位于中心的服务器向个人用户获取内容花费的时间太长。 CDN 现已发展到涵盖从文本、图形、脚本和媒体文件到软件下载、文档、门户、电子商务、实时流媒体、点播视频流媒体和社交媒体网站的所有内容。

CDN 还可以为网站提供更强的保护，防止恶意行为者和分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击等安全问题。

CDN 的示例是什么？

所有互联网内容的很大一部分都是通过 CDN 传送的。 这是一个简单的例子：

如果您在纽约，想要查看您最喜欢的伦敦商店的网站，该商店托管在英国的服务器上，并且请求必须穿越大西洋，那么您会遇到内容加载时间缓慢的情况。 为了解决这个问题，CDN 将在世界各地的多个地理位置（也称为“存在点”(PoP)）存储伦敦网站内容的缓存版本。 这些 PoP 包含自己的缓存服务器，并负责将内容传送到您位于纽约附近的位置。从距离您的物理位置最近的服务器传送的内容可为您提供更快、高性能的网络体验。

CDN 如何运作？

CDN 的使命是减少延迟。 延迟是指在设备完全加载之前尝试访问网页或视频流时遇到的令人烦恼的延迟。 虽然以毫秒为单位，但感觉就像永远，甚至可能导致加载错误或超时。 某些内容交付网络通过缩短内容到达您所需的物理距离来减少延迟。 因此，规模更大、分布更广泛的 CDN 能够通过将内容尽可能靠近最终用户来更快、更可靠地交付 Web 内容。

假设现在是周末，您想要放松并播放最新的好莱坞电影 — CDN 在其网络上找到一个最佳服务器来提供该视频。 通常，这将是距离您的物理位置最近的服务器。 媒体文件将被缓存并保留在该内容交付网络服务器上，以供同一地理区域中的其他用户请求。 如果您请求的内容不可用或已过时，CDN 服务将存储新获取的内容以服务将来的任何请求。

虽然网站内容的交付是 CDN 的常见用途，但这并不是它们唯一的功能。 事实上，CDN 提供各种各样的内容，包括：4K 和高清质量的视频、音频流、应用程序、游戏和操作系统更新等软件下载等等。 任何可以数字化的数据都可以通过内容交付网络进行交付。

什么是CDN主机？

尽管 CDN 不是网络主机，也不会在最后一英里向消费者交付物品，但内容交付网络服务器在地理上分布，可以将内容缓存到更靠近用户及其 ISP 的位置，无论用户身在何处。 这种位于网络边缘的临时内容存储可以减少延迟并将相同的内容交付给多个用户以实现更高效的访问。

对于网络运营商（也称为无线服务提供商或移动网络运营商）来说，他们正在努力满足对在线视频永无休止的需求，CDN 托管平台可以成为保持竞争力的高效且经济高效的解决方案。 内容交付网络可以使运营商提供快速、安全、可靠的在线体验，并提供人们对每台联网设备所期望的一致质量。

为什么需要 CDN？

20 多年来，CDN 已经形成了互联网看不见的支柱——为购物、银行、医疗保健和其他企业快速、大规模地提供在线内容。

如果没有 CDN，CDN 能够复制和存储来自源服务器的信息，然后将数字内容带到用户访问网络的位置附近，那么互联网的速度可能会慢得像爬行一样。

您可能没有意识到，但如果您在网上完成了几乎所有事情，CDN 可能已经帮助您提供了快速、可靠且一致的体验。 以下是内容交付网络如何在幕后管理流量以实现这一目标的简单示例：

CDN 平衡总体流量，为访问互联网内容的每个人提供尽可能最佳的网络体验。 将其想象为现实世界中的路由流量。 如果没有其他车辆经过，可能有一条路线通常是从 A 点到 B 点最快的路线 - 但如果它开始变得拥堵，那么如果交通分散在几条不同的路线上，对每个人都更好。 这可能意味着您会在多几分钟（或几微秒，当按互联网速度缩放时）的道路上行驶，但您不会陷入通常最快的路线上形成的交通拥堵中。 这也可能意味着您会被发送到最快的常规路线，但不会陷入交通困境，因为其他车辆会被发送到更长的路径。 因此，这不是放慢速度的问题，而是负载平衡和充分利用所有可用资源的问题。

事实是，如果没有 CDN，我们在上网时会更频繁地陷入交通拥堵。

谁使用 CDN？

几乎每个访问网络的人都使用 CDN。 它们的创建是为了为访问互联网的人们提供更快、更可靠的体验。 它们由向客户提供这些好处的内容和应用程序所有者以及网络服务提供商使用。

云与 CDN

现代数字体验扩展了公司部署内容的方式。 CDN 和云计算的开发是为了解决对 Web 内容和应用程序的需求在性能和可扩展性方面带来的挑战。 但它们有什么不同呢？

云

云计算环境将信息存储在互联网服务器上，而不是计算机的硬盘上。 对于最终用户来说，这对于基于网络的电子邮件、文件存储、文件共享和备份数据等来说是一种方便可靠的方式。 这也是人们轻松访问社交媒体平台等网络应用程序的方式。 云环境由数百个 PoP 组成，服务器集中在区域位置。

对于企业而言，云提供了较低的前期成本，并且能够根据需要扩展应用程序基础设施，扩展到新的地区，而无需投资昂贵的新基础设施，并利用相关的云服务来构建最新的数字体验或企业应用程序。

虽然云可以提供许多好处，但组织在云中构建应用程序或将应用程序迁移到云时经常会遇到意想不到的成本。 云迁移项目的动态特性可能导致难以维持数字体验的性能和可用性。

CDN

CDN 是一个服务器网络，它通过将内容缓存在每个最终用户通过支持网络的设备访问互联网的位置附近，从而将来自“原始”服务器的内容分发到世界各地。 他们请求的内容首先存储在源服务器上，然后根据需要复制并存储在其他地方。 通过在物理上靠近用户所在位置的位置缓存内容并减少其必须传播的距离，可以减少延迟。 此过程还通过在多个服务器之间分配地理负载来减少源服务器的压力。

有些人将内容交付网络称为“边缘”。 边缘是物理世界和数字世界在网络边界相遇和交互的地方。 CDN 拥有广泛分布在全球各地的数千个 PoP 以及无与伦比的容量和规模，可让您更接近最终用户。

这意味着无论您身在何处（使用手机、平板电脑、计算机或其他支持互联网的设备），您想要访问的内容都会更快加载。 您可以在家里的沙发上观看视频或在另一个大陆办理登机手续，并通过内容交付网络获得相同的无缝数字体验。尽管如此，大多数网站往往规模较大，因此 CDN 使用成为以下领域的热门选择：广告，媒体和娱乐，在线游戏，电子商务，移动的，卫生保健，高等教育，政府等。

在理想的情况下，CDN 将成为任何网站托管不可或缺的一部分。 然而，当 CDN 在 20 世纪 90 年代末首次建立时，它们的成本太高，而且只有最大的组织才能使用。

如今，情况发生了变化，许多托管提供商实际上确实提供 CDN 服务作为复选框附加服务。

CDN 的演变

商业 CDN 自 20 世纪 90 年代以来就已出现。 与任何其他已有数十年历史的技术一样，它们在成为当今强大的应用程序交付平台之前经历了几个演进阶段。

CDN 的发展道路是由市场力量决定的，包括内容消费的新趋势和巨大的连接进步。 后者是通过光纤和其他新的通信技术实现的。

总体而言，CDN 的演进可分为三代，每一代都为其网络架构引入了新的功能、技术和概念。 同时，每一代人都看到 CDN 服务的定价呈下降趋势，标志着其转变为大众市场技术。