内容交付网络 - 什么是 CDN?

CDN 是内容交付网络 (Content Delivery Networks) 的英文首字母缩写,它能将内容传送到更靠近用户的地方,让在线体验更高速、更可靠。

什么是 CDN?

内容交付网络 (CDN) 是一组分布在不同地理位置的服务器,它将 Web 内容存放在更靠近用户的位置,从而加速 Web 内容的交付。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,让您可以通过距离您所在地点较近的服务器,更快速地使用支持上网的设备或浏览器访问互联网内容。CDN 将网页、图像和视频等内容缓存在靠近您的实际地点的代理服务器中。这让您在上网时不必为了缓慢的内容加载而焦急等待,不论是观看电影、下载软件、查询银行账户余额、在社交媒体上发帖或者在线购物,都能心致行随。

不妨把 CDN 想成是一部 ATM 机。如今几乎每个街角都有提款机,让我们可以快速高效地提取现金。我们不用再去银行排长长的队伍,而是可以在许多便捷的地点找到 ATM,快速取到现金。

在互联网上传送丰富的 Web 内容(如图形和视频)时,往往会造成网络拥塞 - 就像我们现实世界里的交通堵塞一样,而从集中在某个地点的服务器将内容交付给每一位用户需要花费的时间太过漫长,CDN 服务应运而生,其初衷就是解决这样的问题。时至今日,CDN 已经取得了长足发展,涵盖了文字、图形、脚本、媒体文件到软件下载、文件、门户网站、电子商务、流媒体直播、点播式流媒体视频和社交媒体网站等各种各样的内容。

CDN 还能为网站提供更好的保护,防范恶意攻击者的攻击及其他安全问题,比如分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。

 

CDN 有什么应用实例?

在浩若烟海的互联网上,很大一部分内容都是通过 CDN 交付的。下面是一个简单的例子:

假设您身在纽约,想要访问您一直喜欢的某家伦敦商店的网站,这个网站托管在英国的服务器上,如果您的请求需要漂洋过海穿过大西洋,那么内容加载会无比缓慢。为了解决这个问题,CDN 将这个伦敦网站内容的缓存版本存放在世界各地的许多不同地理位置,这些位置就叫做“入网点”(PoP)。这些 PoP 各有自己的缓存服务器,负责将这些内容交付到距离您在纽约的实际地点较近的某个位置。

通过最靠近您的物理位置的服务器向您交付内容,这样就能带给您响应更快、性能更高的 Web 访问体验。

 

CDN 的工作原理是什么?

CDN 的使命是减少 延迟。所谓延迟,就是指在您尝试访问某个网页或者视频流时,等待内容完全加载到您的设备上这段耽搁的时间。虽然延迟通常以毫秒为单位,但给人的感觉堪称是度日如年,如果最后的结果是加载错误或超时,那更是让人抓狂。有些内容交付网络通过缩短内容与您之间的物理距离来减少延迟。因此,规模更大、分布更广的 CDN 能将内容尽可能地放到距离最终用户最近的位置,从而更快、更可靠地提供 Web 内容。

比方说现在是周末,您想放松一下,在网上观看新上线的好莱坞大片,CDN 会在自己的网络中为您找到传送该视频的最优服务器。通常情况下,这是物理位置上距离您最近的服务器。相应的媒体文件会缓存并保留在内容交付网络中的这台服务器上,这样您所在地理区域里的其他用户请求相同内容时,就可以直接使用这个内容缓存。如果您请求的内容不可用或已过期,CDN 服务会存储新获取到的内容,以满足未来的请求。

虽然交付网站内容是 CDN 的一种常见用途,但并不是其唯一功能。事实上,CDN 能交付的内容种类数不胜数,其中包括:4K 和高清质量的视频、音频流、软件下载内容,比如应用、游戏和操作系统更新,还有很多很多。只要能数字化的数据,就可以通过内容交付网络交付。

什么是 CDN 主机?

虽然 CDN 不是 Web 主机,也不负责在“最后一英里”向内容消费者交付内容,但 CDN 服务器分布在广泛的地理位置,不论用户和他们的互联网服务提供商 (ISP) 身处世界上的哪个地点,都能将内容缓存在更靠近用户及其 ISP 的位置。通过这种在网络边缘临时存储内容的做法,CDN 就能减少延迟,并将相同内容交付给多位用户,从而提高访问效率。

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,他们一直在努力满足用户对在线视频永无止境的需求,而 CDN 托管平台可谓是一种效果斐然、经济高效的解决方案,能帮助他们保持竞争力。内容交付网络让运营商能够提供快速、安全、可靠的在线体验,并且不管最终用户使用哪种上网设备,始终提供他们所期望的一致优质体验。

为什么需要 CDN?

20 多年来,CDN 已经成为互联网背后无形的中坚力量,让购物、银行交易、医疗服务和其他业务能够快速、大规模地交付在线内容。

如果没有 CDN,没有它复制和存储来自源站服务器的信息,然后再将数字内容带到用户访问网络的实际地点附近的能力,互联网可能会慢如蜗牛。

不管您在网上做些什么,CDN 都可能在为您效力,带给您高速、可靠和一致的体验 - 而您对此可能毫不知情。这里的一个简单例子说明了内容交付网络如何在幕后管理网络流量,以实现这一目标。

CDN 平衡整体流量,竭力让每个访问互联网内容的人都能获得出色的 Web 体验。这就像是现实世界里的交通疏导。如果要从 A 点出发到 B 点去,那么在没有其他车辆的情况下,可能有特定某一条路线是最快的,但如果这条路线变得拥堵,那么对于所有道路使用者来说,将车流分散到多条不同的路线上是最优解。这可能意味着您要被调度到另外一条略微长一点的路线上,行车时间要长几分钟(如果对应类比到网络世界里,就是长几微秒),但您不会被困在通常最快、但现在发生交通拥堵的路线上。您也有可能被调度到那条最快的常规路线上,但不会陷入交通拥堵,因为其他车辆被调度到了更长的路线上。通过合理的负载平衡和充分利用所有资源,大家就都不会在路上浪费时间。

事实是,如果没有 CDN,我们在上网时就会经常被困在网络上的这种“交通堵塞”中。

哪些人在使用 CDN?

几乎所有访问 Web 网络的人都在使用 CDN。CDN 的初衷就是给互联网访问者提供更快、更可靠的体验。内容和应用程序所有者和网络服务提供商通过 CDN 来给自己的客户提供这些好处。

CDN 给最终用户带来的好处

通过 CDN 交付的网站和 Web 应用程序有着许多优势,包括更快的页面加载、更快的交易处理,以及更一致的在线体验。CDN 只是安静地在幕后发挥着强大的力量,实际受惠于它们的用户甚至不知道它们的存在。用户只是觉得获得了自己要求 ISP 或移动服务提供商提供的服务。

CDN 给内容所有者带来的好处

内容和应用程序所有者(包括电商网站、传媒机构和云计算公司)使用 CDN 来改善客户体验,同时实现降低消费者放弃率、增加广告展示次数、提高转化率和提升客户忠诚度等目标。使用内容交付网络还可以改善 Web 安全性,例如,CDN 可以帮助吸收分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击流量,减轻这类攻击造成的破坏性。

CDN 给网络服务提供商带来的好处

随着在线流媒体和其他富媒体服务呈现爆炸式增长,用户对于在多种类型的设备上获得出色Web 性能的期望值不断提高,当今的许多网络服务提供商都发现,有必要部署自己的内容交付网络。对于网络运营商来说,部署内容交付网络可以减少订阅者的流失,促进增值服务的开发,减少核心网络上的流量,并使运营商能够向企业和第三方内容所有者销售 CDN 服务。

CDN 的主要优势之一就是分载。在用户请求 Web 内容时,CDN 会从物理和网络两个角度衡量各个缓存版本与最终用户的距离,并选择与最终用户更为靠近的缓存版本来响应请求,而非从源站交付内容,因此一方面分载了内容服务器的流量,另一方面改进了用户的 Web 体验。这意味着内容可以留在网络运营商的网络内,减少与其他网络对等互连并进行互动的需要,也不需要为了交付信息而在更为广阔的互联网上传输这些信息。

CDN 有什么优势?

CDN 承载着相当大一部分的全球互联网流量,它们能帮助解决互联网内容交付的棘手难题。从中小型内容提供商到大型全球企业,各类商企都在借助内容交付网络的力量,为其客户提供无缝的 Web 体验。

互联网在设计之初并没有考虑到处理海量数据、实时高清视频、闪购促销和大量下载需求,而 CDN 的问世就是为了弥补这方面的不足,让互联网更加完善。CDN 有助于安全、大规模地交付媒体内容,实现我们如今已经习以为常的各种互联体验。


CDN 提供性能、可用性、安全和智能方面的解决方案,帮助世界顶尖公司和企业成功开展在线业务


性能

性能的具体体现是:点击后立即就能提供新内容,还是点击后要等待 7 秒让页面加载或视频缓冲。缓冲缓冲是指 ISP 提供的互联网连接无法足够快地传输数据时造成的等待时间,最明显的标志就是我们每个人都熟知的那个在屏幕上不停转动的漩涡形图标。

工作原理当请求的内容被 CDN 的服务器缓存(预先保存)时,最终用户的 ISP 或移动服务提供商通过连接到 CDN 网络上的服务器来获取该内容,而不必等待相应的请求直接发送到源站。存放着您想访问的内容的源站服务器可能与您的实际地点距离千山万水。在这种情况下,CDN 会将内容带到距离您更近的位置,从而提高速度和性能。例如:假设意大利米兰的 Fashion House X (FHX) 发布新品,接受在线订购。纽约、巴黎、里约热内卢和东京的时尚潮人纷纷上网订购。如果 FHX 不使用云内容管理系统,那么每位最终用户的请求必须直接发往米兰,然后再返回。然而,如果 FHX 使用 CDN 并在整个 CDN 大面积预先加载内容,那么每位用户都能直接通过位于其当地的服务器访问的新内容,避免数据来回传输成百上千英里所耗费的时间。

如果内容尚未预先保存,CDN 会利用有关连接的结构化知识来应对各种挑战。先进的 CDN 使用更多技术来解决动态内容或不可缓存内容的交付中的任何问题,并根据设备的不同选择交付适当类型的内容。

上述一切意味着,内容提供商通过 CDN 能快速向所有最终用户提供优质 Web 体验;无论他们身处何地,无论使用何种浏览器、设备或网络。网页渲染更快、视频缓冲时间更短、用户互动度更高。

可用性

可用性指的是,即使在用户流量高峰期,有许多人同时访问内容,或者在互联网的某些地方出现服务器中断的情况下,内容仍然可供最终用户访问。

在流量负荷峰值达到每秒数百万次请求时,即使最强大的源站服务器也会倍受考验。如果没有内容交付网络,所有这些流量都必须由内容提供商的基础架构来吸收。这可能会造成故障,以及糟糕的最终用户体验。CDN 提供广泛分布的服务器基础架构就是为了缓解这些问题。先进的 CDN 拥有高度分布式的架构和大规模的服务器平台,可以吸收数十 Tbps 的流量,使内容供应商能为更庞大的用户群保证出色的可用性。

我们再回到米兰的 FHX 这个例子。其品牌深受数百万时尚潮人的青睐,新品发布引起订购热潮。新品发布,全球时尚潮人同时访问 FHX 网站。如果 FHX 不使用 CDN,所有用户会同时涌向源站服务器,造成服务器发生故障。然而,如果 FHX 使用 CDN,所有流量会分配到成千上万台 CDN 服务器,避免 FHX 源站服务器发生故障,并向全球时尚潮人提供优质体验。

安全性

随着互联网上高价值数据和交易量的持续增长,希望从中牟取私利的攻击者的实力也在不断加强。恶意攻击者的攻击会给企业造成巨大损失。恶意内部人员犯罪、DDoS 攻击和基于 Web 的攻击被认为是造成损失最大的三种网络犯罪。

拒绝服务攻击和基于网络的攻击(SQL 注入、跨站脚本攻击和本地或远程文件包含攻击)正日渐普遍化。这些攻击日渐趋向于与 DDoS 攻击相结合,利用后者转移用户的注意力,同时利用其他漏洞造成更严重的破坏。面对这两种攻击时,常常难以区分非法流量与合法流量,而且攻击策略不断迅速演变,因此,企业必须有大量专用的安全资源才能保证自己的抵御战略始终跟得上发展形势。

鉴于互联网威胁态势愈发反复无常,帮助保障网站安全是对于 CDN 的一项重要要求。当今先进的内容交付网络已将信息安全打造成一项核心竞争力,提供基于云的独特解决方案。CDN 应缓解各种攻击,同时不影响交付和可用性,从而保护内容提供商和用户。

智能

CDN 提供商几乎承载着全球互联网近一半的流量,能产生大量有关全球最终用户互联性能、设备类型和浏览体验的数据。他们可以利用这些数据来帮助客户,为客户提供具备操作性的关键见解,以及有关客户的用户群的重要情报。这些服务可能包括真实用户监测和媒体分析,用以衡量最终用户与 Web 内容的互动情况,还可能包括云安全情报,用以跟踪在线威胁。

云与 CDN

现代数字体验扩充了公司部署内容的方式。CDN 和云计算的发展是为了解决对 Web 内容和应用程序的需求造成的性能和可扩展性方面的挑战。但两者之间有什么不同呢?

云计算环境将信息存储在互联网服务器上,而不是存储在您的电脑硬盘上。对于最终用户来说,云或许提供了方便可靠的服务,比如基于 Web 的电子邮件、文件存储、文件共享和数据备份。人们也通过它来随时访问社交媒体平台等网络应用程序。云环境由数百个 PoP 组成,服务器集中在区域性地点。

对于企业来说,云计算提供了较低的前期成本和按需扩展应用程序基础架构的能力,无需投入巨资来构建昂贵的新基础架构即可扩展到新的地理区域,并利用相关的云服务构建最新的数字化体验或企业应用程序。

虽然云服务可以提供许多好处,但在云端构建应用程序或将应用程序迁移到云端时,企业通常会面临意外成本。云迁移项目的动态特性会让企业很难保持数字化体验的性能和可用性。

CDN

CDN 是一种由服务器构成的网络,它将内容缓存到靠近每位最终用户通过网络设备访问互联网的位置,从而将内容从一个“源站”服务器分发到世界各地。他们所请求的内容首先存储在源站服务器上,然后根据需要复制到其他位置进行存储。将内容缓存到与用户所在位置物理距离较近的地方,缩短内容的传输距离,从而减少延迟。这一过程还通过在多台服务器上按地理区域分发负载,减少了源站服务器的压力。

有些人将内容交付网络称为“边缘”。边缘是物理世界与数字世界在网络边界处的交点,两个世界在这里发生互动。通过广泛分布于全球的数千个 PoP 和出色的容量与规模,CDN 提供了更靠近最终用户的机会。

这意味着无论您身在全球哪个地点,无论您使用手机、平板电脑、电脑还是其他支持互联网的设备,您想要访问的内容都能更快地完成加载。您可以坐在家里的沙发上观看视频,或者在另一个大陆上办理航班值机手续,有了内容交付网络,您可以获得同样的无缝数字体验。

Akamai CDN 解决方案,先进边缘交付技术

Akamai 的 CDN 服务源自互联网创始人 Tim Berners-Lee 提出的一项挑战,即解决后来被戏称为“万等网”的问题。20 多年前,我们先行探索了边缘计算技术,开发了复杂的新技术来路由网络流量,将内容从集中的服务器更快地交付给早期互联网用户。如今,全球许多杰出品牌都信赖 Akamai 的解决方案和专业知识,通过我们为其数字体验保驾护航。

无论内容类型如何,不论是网站、应用程序、API、视频还是软件,我们全面的内容交付解决方案旨在突破地点、设备或网络的制约,为每一位用户提供非凡的数字体验。

在全球范围内,Akamai 拥有 300 多 Tbps 的网络容量,有着卓越的规模:4,200 多个地点和 1,400 多个网络,覆盖 135 个国家/地区。规模庞大的边缘交付平台赋予我们更广阔的视角,让我们得以更全面地了解互联网动向。这意味着我们可以巧妙地避开瓶颈,在边缘抵御风险。

自动加速以提供可以想象的最佳网站和移动应用程序体验

当今的用户需要在每台设备上随时获得具有视觉吸引力的快速个性化体验。为满足客户的期望,数字化企业创建了越来越复杂的应用程序,在其中加载高分辨率图像、视频、个性化内容和其他第三方内容。导致应用程序具有极高的优化、运营和维护成本。Akamai Ion 智能性能自动化和控制产品能持续分析、优化和加速 Web 和移动应用程序体验。

在各种屏幕上提供高质量视频播放体验

在线观众可能不知道也不关心您在交付在线视频方面面临的挑战。他们只希望能够随时播放出色的视频,尽管播放过程中存在许多在线内容交付挑战。Adaptive Media Delivery 经过优化,能够在各种“屏幕”上为日益增长的在线观众提供始终如一的高品质视频播放体验。

无缝下载交付

最终用户期待顺畅无忧的下载体验,这就要求快速完成下载,以及近乎于即时的更新。有效而可靠的内容交付和下载战略是最大限度地提高下载完成率、客户满意度和收入的关键因素 - 无论用户使用何种设备,无论他们是在下载软件、应用程序、游戏还是安全补丁。Download Delivery 是可靠、高性能的解决方案,专为通过互联网交付大文件内容而优化。

API Acceleration

在当今快节奏的数字环境中,连接速度以毫秒为单位进行衡量,因此 API 意义非凡。随着 API 请求数量飞速增长,突如其来的需求高峰屡见不鲜,满足用户期望的难度也越来越大。如果面向公众的 API 不能快速交付,就可能导致用户体验不良、收入损失和停机等问题。因此,与能够解决可靠性、可扩展性和安全性问题的伙伴合作是必然之选。

API Acceleration 专为 API 交付和其他小型有效负载流量而优化,能跨应用程序和网站实现快速、具有吸引力的用户体验。该解决方案旨在分载源站基础架构的请求,并为多种类型的流量(包括 XML、JSON 以及对您的应用程序成功至关重要的其他小规模事务型和程序型流量)提供可预测的出色性能。