深入理解華為云CDN的基礎原理與應用實戰 |【玩轉華為云】

【摘要】 本文主要內容有：CDN搞明白是啥，有什么用 另外華為云CDN的優勢與友商比較它有什么優勢呢，另外如何線上快速上手使用，以及最后用CDN來加速ECS資源。

本文的主要內容有

CDN的必須掌握基礎知識

華為云CDN優勢在哪里

華為CDN深入理解

實戰演練：使用CDN加速ECS資源

一 CDN的必須掌握基礎知識

百度百科：CDN的全稱是Content Delivery Network，翻譯過來-內容分發網絡 CDN是構建在現有網絡基礎之上的智能虛擬網絡，依靠部署在各地的邊緣服務器，通過中心平臺的負載均衡、內容分發、調度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內容，降低網絡擁塞，提高用戶訪問響應速度和命中率。CDN的關鍵技術主要有內容存儲和分發技術;

CDN加速的本質其實是緩存加速，把資源緩存到CDN節點，用戶就能很近訪問到需要的資源。

名詞解釋下

1 靜態資源

每次訪問得到的都是不變的文件，例如說：圖片、視頻、網站中的文件（html、css、js）、軟件安裝包、apk文件、壓縮包文件等。

2 動態資源

每次訪問得到的都是變化的文件，例如說：網站中的文件（asp、jsp、php、perl、cgi）、API接口、數據庫交互請求等。

3 加速域名

加速域名是用戶提供的需要使用CDN加速服務的域名，域名是便于記憶和溝通的一組服務器的地址，可用在網站，電子郵件，FTP這些等。

4 CNAME記錄

CNAME記錄是指域名解析中的別名記錄（Canonical Name），它允許把多個域名映射到同一個域名下。

比如說

您現在有一臺服務器存放了一些文件，可以通過file.example.com來訪問該網址下的資源，但是你也希望通過另一個域名data.example.com也能訪問。

那么您可以在DNS解析服務商哪里去新增一條CNAME記錄

把 data.example.com 指向 file.example.com，添加CNAME記錄后，所有訪問data.example.com的請求就會指向file.example.com，獲得相同內容，就是這么簡單。

5 CNAME域名

如果你在管理控制臺添加加速域名后，系統會為加速域名分配一個對應的“CNAME域名”（域名形式為：..c.cdnhwc1.com）。用戶需要在域名服務商處，配置一條CNAME記錄，將加速域名指向“CNAME域名”，這一步啥意思我已經說過，記錄生效后，域名解析的工作就正式轉向CDN服務，該域名所有的請求都將轉向CDN節點，達到加速效果。

6 源站

指用戶的業務服務器，即被加速分發數據的來源。

7 DNS

TCP/IP網絡的功能實體，通過該服務器，用戶只能通過域名就可以訪問對應的服務器啦。在TCP/IP網絡中域名與IP地址一一對應；

域名便于記憶，但網絡中的服務器間只能通過IP地址相互識別，域名和IP地址之間的轉換稱為域名解析，域名解析需要通過專門的域名解析服務器來完成，DNS就是進行域名解析的服務器。

比如說：您想訪問xxx.abc.com會通過DNS轉換成220.xxx.xxx.xxx（IP地址）。您可以使用華為云解析，就是這個意思

華為云解析：https://www.huaweicloud.com/product/dns.html

8 邊緣節點

邊緣節點也可叫CDN節點、Cache節點，指的是距離最終用戶接入具有較少的中間環節的網絡節點，對最終接入用戶有較好的響應能力和連接速度。

9 回源

CDN節點沒有緩存資源或者緩存資源已到期的時候，節點會到回源站獲取資源，然后返回給客戶端。

比如說：您訪問某個URL，如果解析到CDN節點未緩存該資源，則您的訪問請求會直接到源站獲取資源，并根據URL請求返回。

10 回源HOST

源站決定了回源的時候，請求到源站的IP地址。回源HOST決定了回源請求訪問到該IP地址的哪個站點在哪。

比如說：源站為域名時，源站為www.xxx.com，回源HOST為www.abc.com，實際回源的是www.xxx.com解析到的IP站點www.abc.com。

比如說：源站為IP地址時，源站為1.1.1.1，回源HOST為www.abc.com，實際回源的是1.1.1.1對應主機上的站點www.abc.com。

11 SSL/TLS

這個估計大家熟悉，SL（安全通訊協議），是一個構架于TCP之上的安全套接層，是為網絡通信提供安全及數據完整性的一種安全協議。標準化之后的SSL名稱為TLS（Transport Layer Security，傳輸層安全協議）。

12 URL參數

根據業務需要判斷是否啟用該項配置，對用戶請求URL中“?”之后的參數進行過濾，提高緩存命中率。

二 華為CDN優勢在哪里

1 節點豐富

加速節點資源豐富，2000+中國大陸加速節點，800+中國大陸境外加速節點。

充足的帶寬資源，全網帶寬輸出能力不低于150Tbps。涵蓋了電信、聯通、移動、教育網等主流運營商，以及多家中小型運營商。保證將用戶請求精準調度至最優邊緣節點，提供了有效且穩定的加速效果。

2 智能調度

全球更加精準的IP庫，具有不斷進化的能力，調度精準率最高99.99%。

CDN Net Turbo低時延，大數據實時反饋服務質量，動態調整用戶的節點。

3 安全防護

華為云為客戶提供中立、安全、可靠的云CDN服務。

支持全網HTTPS安全傳輸，網站防盜鏈等高級安全控制功能。

4 操作簡單

接入方式簡單快速，提供自助化的域名配置。

支持多種可定制配置項，包括自定義防盜鏈、緩存策略、HTTPS證書等。

方便客戶進行統計分析、日志管理、自定義緩存策略。

5 穩定可靠

擁有全業務加速的技術能力，包括網站加速、下載加速、點播加速、全站加速。

針對客戶的多種業務提供一站式的加速解決方案，提升整體用戶體驗。

三 華為CDN深入理解

1 緩存操作

前提您已經成功開通CDN服務并且加速您的業務后,CDN控制臺界面如下圖所示

CDN提供資源的緩存刷新和緩存預熱功能

緩存刷新：提交緩存刷新請求后，CDN節點的緩存內容將會被強制過期，當用戶向CDN節點請求資源的時候，CDN會直接回源站請求對應的資源。

緩存預熱：提交緩存預熱請求后，源站主動將對應的資源緩存到CDN節點，用戶就能直接從CDN節點獲取到最新的資源。

前提條件是只處于 “已開啟”和“配置中”狀態且未被禁用的域名 才能執行緩存刷新、緩存預熱操作。相關域名狀態說明請參見查看域名基本信息。

2 工作原理

當用戶訪問使用CDN服務的網站，本地DNS服務器通過CNAME方式把最終域名請求重定向到CDN服務。

CDN通過一組預先定義好的策略(比如說內容類型、地理區域、網絡負載狀況等)，將當時能夠最快響應用戶的CDN節點IP地址提供給用戶，使用戶可以以最快的速度獲得網站內容

HTTPS如何請求

用戶在瀏覽器輸入要訪問的網站域名 www.example.com，向本地DNS發起域名解析請求。

本地DNS檢查緩存中是否有www.example.com的IP地址記錄。如果有，則直接返回給終端用戶；如果沒有，則向網站授權DNS查詢。

網站DNS服務器解析發現域名已經解析到了CNAME:www.example.com.c.cdnhwc1.com。

請求被指向CDN服務。

CDN對域名進行智能解析，把響應速度最快的CDN節點IP地址返回給本地DNS。

用戶獲取響應速度最快的CDN節點IP地址。

瀏覽器在得到最佳節點的IP地址以后，向CDN節點發出訪問請求。

如果該IP地址對應的節點已緩存該資源，節點將數據直接返回給用戶，如上圖里面步驟7和8，請求結束

如果該IP地址對應的節點未緩存該資源，節點回源請求資源。獲取資源后，結合用戶自定義配置的緩存策略，把資源緩存到節點，如圖中的北京節點，并返回給用戶，這時候請求結束，配置緩存策略的操作方法

3 幾個掌握的性能指標

指完成整個文件的上傳或下載所需的總時長。

2）丟包率

指在網絡傳輸中所丟失數據包數量占所發送數據組的比率。

3）回源率

回源率分為回源請求數比例及回源流量比例兩種

回源請求數比：指的是CDN節點對于沒有緩存、緩存過期（可緩存）和不可緩存的請求占全部請求記錄的比例。

回源流量比：回源流量是CDN節點回源請求資源時產生的流量?；卦戳髁勘?回源流量/（回源流量+用戶請求訪問的流量），比值越低，肯定性能越好。

4）緩存命中率

緩存命中率分成請求命中率和流量命中率，緩存命中率越高，性能就越好。

1 請求命中率 = 命中緩存的請求數 / 請求總數

2 流量命中率 = 命中緩存產生的流量 / 請求總流量

請求總流量：指命中緩存產生的流量和請求回源產生的流量之和。

敲黑板：如果說流量命中率越低，回源流量越大，源站的流出流量越大，那么源站帶寬資源占用越大，其代表了源站服務器收到的負載壓力，需要你重點關注流量命中率。

4 加速案例

本次測試采用業內通用的基調測速方法，服務商為聽云。測試對象為華為云OBS桶、華為云CDN，測試運營商為中國聯通和中國電信。

時延性能

單位：秒

可用性

經測試，OBS桶和CDN的可用性均為100%。

5 域名配額限制

為了防止資源濫用，平臺限定了各服務資源的配額，也就是說對用戶的資源數量和容量做了限制，CDN域名數量限制如下表。

如果當前域名配額限制無法滿足使用需要，您可以提交工單申請擴大配額。

6 應用場景有哪些

1 文件下載加速

用于使用HTTP/HTTPS文件下載業務的網站、下載工具、游戲客戶端、APP商店等。

現在越來越多的新業務需要通過網絡對客戶端軟件進行實時更新，包括APP更新，手游更新等，傳統的下載類業務也需要支持更多的文件數量和更大的文件，如果所有的請求都通過源站服務器來處理，服務器和網絡會成為很大的瓶頸， 導致下載體驗變差。使用CDN下載加速可以將下載量大的內容分發到各地的CDN節點，有效減輕源站的壓力，也保證了客戶端高速下載的需要；

2 點播加速

適用于提供音視頻點播服務的客戶。例如：在線教育類網站、在線視頻分享網站、互聯網電視點播平臺、音樂視頻點播APP等。

因為傳統的點播服務會加大服務器的負載，并消耗巨大的帶寬資源，同時又無法保證終端用戶訪問時需要的高速體驗，CDN點播加速可以提供快速、穩定和安全的點播加速服務，通過分布在各個區域的CDN節點，將音視頻內容擴展到距離用戶較近的地方，隨時隨地為用戶提供高品質的訪問;

3 全站加速

全站加速目前作為華為云的新服務，更多資訊到下面地址頁面進行咨詢

用于各行業動靜態內容混合，含較多動態資源請求（如asp、jsp、php等格式的文件）的網站。全站加速融合了動態和靜態加速，用戶請求資源時，靜態內容從邊緣節點就近獲取，動態內容通過動態加速技術智能選擇較優路由回源獲取。CDN全站加速有效提升動態頁面的加載速度，避開網絡擁堵路由，提高訪問成功率，實現網站整體加速與實時優化。

全站加速產品WSA：https://www.huaweicloud.com/product/wsa.html

四 實戰演練：使用CDN加速ECS資源

1 彈性云服務器是個啥？

ECS（彈性云服務器）由CPU、內存、操作系統、云硬盤組成的計算組件，可以根據業務靈活配置，能節約大量的硬件成本。ECS服務分區域，跨區域訪問會存在網絡延時的問題，從而影響用戶體驗。

CDN可以有效加速網站，給用戶提供良好的體驗,通過CDN加速ECS資源，這樣構造的業務系統可以在降低成本的同時，提高終端用戶使用感受。

當終端用戶發起訪問請求的時侯，會首先通過CDN查找對此域名響應速度較快的CDN節點，并查詢此節點是否有緩存終端用戶請求的內容。如果說CDN節點有緩存用戶所需資源，直接將資源返回給用戶；如果CDN節點無緩存，則回源請求資源返回給用戶，同時將資源緩存到CDN節點。

2 方案優勢

用戶訪問網站資源，全部通過CDN，降低源站壓力

使用CDN流量，單價低于ECS直接訪問外網流量，這樣可以節約50%到57%的帶寬成本，詳見通過CDN減少公網帶寬費用

終端用戶從距離最近的CDN節點獲取資源，減少網絡傳輸距離，保證靜態資源質量

3 配置步驟

登錄華為云控制臺，選擇“所有服務 > CDN與智能邊緣 > CDN”，進入CDN管理控制臺。

單擊左側“域名管理”，進入域名管理頁面。

在域名管理頁面單擊“添加域名”。

在“添加域名”彈框中配置域名及CDN加速等信息，參考添加CDN加速域名。

加速域名：此處以download.game-apk1.com為例。

服務范圍：根據您的業務需要選擇服務范圍

業務類型：實際業務結合應用場景選擇合適的業務類型

源站類型：選擇源站IP或源站域名

最后單擊確定，完成域名添加

敲黑板：配置過程大概需要5-10分鐘，當“狀態”為“已開啟”時，表示域名添加成功

添加加速域名后，為保證順利切換不影響業務，建議先做測試再切換DNS解析，測試流程請參考本地測試加速域名。

配置CNAME

添加加速域名后，CDN會自動生成一條CNAME域名。加速域名在CDN服務中獲得的CNAME域名不能直接訪問，必須在加速域名的域名服務商處配置CNAME記錄，將加速域名指向CNAME域名，訪問加速域名的請求才能轉發到CDN節點上，達到加速效果。本實踐中自動生成的CNAME域名為“download.game-apk1.com.c.cdnhwc1.com”,不同DNS服務商的CNAME配置方式不同，此處以華為云云解析服務為例。

登錄華為云控制臺，在控制臺首頁選擇“網絡 > 云解析服務DNS”，進入云解析服務頁面。

在左側菜單欄中，選擇“域名解析 > 公網解析”，進入公網域名列表頁面。

在待添加記錄集的域名所在行，單擊“域名”列的域名名稱。本實踐中對應的域名為“game-apk1.com.”。

單擊“game-apk1.com”，進入域名解析頁面，然后單擊右上角“添加記錄集”，進入“添加記錄集”彈出框。

單擊“確定”，完成添加。

驗證CNAME配置是否生效。

打開Windows操作系統中的cmd程序，輸入如下指令

nslookup -qt=cname 加速域名

實戰里面的加速域名為“download.game-apk1.com”。如果回顯CDN分配的CNAME域名，那么表示 CNAME 配置已經生效。

更多詳情請查看華為云CDN官網：https://www.huaweicloud.com/product/cdn.html

CDN 云端實踐 云解析服務 DNS 彈性公網IP EIP 彈性負載均衡 ELB

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