什么是 CDN 及其工作原理？

基于网络的公司和专家通常依靠高速互联网连接和短暂的加载时间来实现他们的专业和运营目标。CDN 是他们经常用来帮助实现这一目标的服务示例。了解 CDN 的工作原理可以帮助您确定项目的下一阶段并发展您的 Internet 知识。

什么是 CDN？
要回答这个问题，“什么是 CDN？” 涉及知道它代表内容分发网络。CDN 是地理上分布的服务器的集合，可以通过在物理上靠近最终消费者来加速基于 Web 的信息传递。这些服务器通常是数据中心，它们有助于管理临时文件存储（称为缓存），这可以让您在 PC、智能手机和平板电脑等支持网络的设备上访问在线资料。CDN 可以保存不同类型的内容，包括：

网页
样式表
影片
图片
HTML文件
JavaScript文件

CDN 是对丰富 Web 内容（例如 Internet 上的图形和视频）的使用增加的响应，由于正在使用的文件的大小和网络的可用容量，这导致了网络拥塞。通过将此内容临时存储在 CDN 上，您可以在线执行特定任务，例如：

采购物品
制作社交媒体帖子
验证您的银行账户
下载软件
看电影

CDN 与网络主机的区别是什么？
CDN 不同于 Web 主机，因为它实际上并不托管数据。在互联网环境中，虚拟主机是一种使用服务器为其客户开发和管理网站的服务。这些服务器可以位于任何位置，一些较大的网络托管公司在多个国家/地区维护服务器。虽然 CDN 可以将网站性能提高到一定水平，但它通常是通过利用计算机网络和互联网来实现的。CDN 并不完全托管整个网站，而是托管网站的某些部分，例如视频、照片和下载。

CDN 与云有什么区别？
CDN 也因云而异。区别在于云的主要目标是存储数据以备将来使用，而 CDN 的主要目标是以最小的延迟传播信息。云和 CDN 之间的另一个区别是，CDN 通常位于更多的位置，以确保物理服务器靠近最终消费者。相比之下，云服务器通常拥有更少、更集中的服务器，可以存储更多信息。

企业还以不同方式使用这两种服务器类型。对于软件和技术公司而言，开发与 CDN 兼容的网站和服务会容易得多，因为大多数技术和软件的设计通常包含 CDN 临时存储的内容。云服务和软件的开发难度要大得多，因为云是一种经常变化的动态资源。

CDN 是如何运作的？
CDN 通过降低延迟或最终客户在使用基于 Web 的服务时遇到的时间延迟来工作。延迟是数据传输指令与实际传输开始之间的时间间隔。虽然延迟通常只持续几毫秒，但有时可能会长到足以造成页面加载问题或服务器超时。通常，CDN 通过将物理位置靠近最终用户来最大限度地减少延迟。例如，如果某人在特定城镇使用计算机播放视频，通常会有一个 CDN 位于合理靠近该区域的位置，从而减少用户计算机所需的工作量。

谁使用 CDN？
几乎每个使用互联网的人都会使用 CDN，无论他们是否意识到这一点。以下是一些可能故意使用 CDN 的人的例子：

内容所有者，如在线电子商务平台、云服务企业、媒体公司

网络服务提供商，例如第三方内容公司和移动运营商

这两组人通常都利用 CDN 来最大限度地减少提供各自服务所需的工作量，从而使他们的应用程序和网站能够更高效地运行并减少中断。因此，企业也可能会看到消费者对创建更无缝服务的满意度有所提高。

CDN 如何保护数据？
信息安全是 CDN 的一个重要方面。CDN 可以通过更新 TLS 或 SSL 证书来维护站点的安全性，这可以确保高级别的加密、身份验证和完整性。传输层安全性 (TLS) 是一种编码协议，旨在通过网络提供安全可靠的通信。它取代了安全套接字层 (SSL) 协议。

进行此替换主要是为了避免与发明 SSL 的公司发生法律纠纷，并允许该协议保持自由和开放标准。CDN 可以检查数据中心周围的安全漏洞，并确定如何确保信息的安全交付。

CDN 如何提高网站加载时间？
当涉及网站加载信息时，访问者通常会在网站变慢时离开。CDN 服务可以通过以下方式帮助最小化加载时间：

邻近性： CDN 的全球分布可以缩短网站访问者与网站资源之间的物理距离。CDN 可以让人们链接到物理上更近的数据中心，而不是连接到网站的原始服务器，这可以减少连接传输时间并提供更好的服务。

软件和硬件优化： CDN 支持优化，例如有效的负载分配，因为这些功能可以帮助信息更快地到达客户端。

文件压缩： CDN 可以通过压缩文件来降低传输的数据量。减小的文件大小有助于缩短加载时间。

CDN 如何维持网站的正常运行时间？
对于拥有在线网站的任何人来说，正常运行时间至关重要。硬件故障和流量激增，无论是由恶意网络攻击引发还是仅仅是流行度上升，都可能导致 Web 服务器停机并阻止客户使用网站或服务。有效的 CDN 通常具有以下属性以帮助减少停机时间：

负载均衡： CDN通过负载均衡将网络流量统一分散到多台服务器上。此功能使管理增加的站点流量变得更加容易。

智能故障转移：智能故障转移确保即使一台或多台CDN服务器因设备故障而宕机，服务仍然可用。故障转移可以将流量重定向到其余正常运行的服务器。

Anycast 路由： Anycast 是一种网络寻址和路由方法，其中设备（通常是服务器）在多个位置共享一个目标 IP 地址。如果整个数据中心遇到技术困难，任播路由可以帮助将流量转移到运行中的数据中心，以便用户可以访问网站。

使用 CDN 有什么好处？
使用 CDN 的一些好处包括：

减少站点加载时间
CDN 通常有助于减少页面加载时间。加载时间是网站从用户单击链接或键入 URL 到页面显示在其设备上所需的加载时间。

通常，更快的加载时间会提高用户满意度，并延长普通用户在网站上停留的时间。用户行为的这种积极变化可能对商业企业有所帮助，因为它允许他们扩展其网页上显示的项目数量。因此，企业的预期销售额可能会增加，因为消费者可以在更短的时间内查看更多他们可能感兴趣的商品。

减少带宽费用
带宽是指站点、图像、视频或网络上其他类型的媒体占用的空间量。CDN 可以通过缓存和其他技术降低对原始服务器的数据量要求，从而降低站点所有者的托管费用。CDN 还可以帮助同时管理众多网络的一般带宽，因为它们允许每个网络处理更多数据，从而提高它们传递信息的速度。

增加内容可用性和冗余
一些网站和应用程序通常依赖于 CDN 的分散结构。过多的流量会阻碍网站准确快速地提供服务的能力。由于 CDN 位于全球多个位置，因此单个网站处理所需的流量变得最小，从而提高了网站的普遍可用性。

此外，CDN 可以提高内容的冗余度。冗余是复制系统的重要部分或过程以提高系统可靠性的过程，通常采用故障安全或备份存储的格式。此功能可以使组织通过将数据临时存储在 CDN 中来快速从硬件问题中恢复。因此，网站通常会减少大多数用户的停机时间和中断时间。

加强网站的安全性
由于黑客偶尔会以站点和其他基于 Web 的应用程序为目标，因此提高安全性是公司可以用来改进其系统的一种方法。CDN 通常会在自己的系统上提供一定程度的保护，这会增加服务器拒绝旨在将其关闭的攻击的能力。CDN 还可以帮助机构设计适用于具有更好安全证书的安全性的网站和软件。