CDN 在 Web 性能中的重要性
内容分发网络(CDN)，也称为分发网络或应用程序分发网络，对于员工或用户分布在各地（或两者兼有）的组织而言，是业务关键。在用户需要时，每一秒（甚至几分之一秒）的数据传输都至关重要，而能够依赖靠近用户的服务器有助于确保近乎实时的数据传输。
CDN 是互联网生态系统中的一层。媒体公司、社交平台和电子商务网站等内容所有者向 CDN 运营商付费，以缓存内容并将其交付给最终用户。反过来，CDN 运营商向互联网服务提供商 (ISP)、运营商和网络运营商付费，以在其全球数据中心托管其服务器。
传统的网络托管涉及将网站的数据保存在单个硬件服务器上。虽然这种类型的托管可靠且安全，但由于其范围和功能有限，它通常不会单独用于互联网流量。虽然 CDN 不能取代组织对强大、可靠的网络托管解决方案的需求，但它通过在网络边缘缓存内容来补充托管服务。
这种缓存会导致重要的数据备份，并在世界各地建立数据库，因此可以提高网站性能和用户对数据的可访问性，并减少传统网络托管中的一些痛点。
CDN 的关键概念
CDN 可以是本地数据中心，也可以是基于云的。如果您的网站使用免费或共享托管，CDN 可以帮助您使用更少的资源，而这些资源通常在此类平台上是有限的。如果您的网站遇到流量高峰，CDN 还将确保这些激增不会导致超出资源限制。以下是一些重要功能和术语，可帮助您更好地理解和充分利用 CDN。
源服务器：在连接的交付网络中，源服务器是存储客户端所请求资源的原始副本的服务器。分布式云专用链接可让您通过专用链接配置源服务器。
缓存：内容分发网络将内容（包括图像、视频或网页）缓存在代理服务器中，这些代理服务器在物理上比原始服务器更靠近最终用户。（代理服务器接收来自其他服务器的请求并将其传递给其他服务器。）由于这些服务器更靠近发出请求的用户，因此 CDN 可以更快地分发内容。缓存涉及那些远程服务器响应查询，然后存储或“缓存”信息以供将来使用。缓存可减少延迟。只要用户继续请求，缓存的内容就会保留在 CDN 缓存中。
边缘计算：边缘服务器（与边缘客户端一起使用）是一种提供网络入口点的边缘设备。CDN 专注于传输缓存数据，而边缘计算还支持许多其他类型的计算，例如直播、游戏和 AI。
接入点 (PoP) ：接入点 (PoP) 使用多兆兆位、专用且冗余的私有网络进行互连，以实现最佳性能。这些 PoP 密集对等并与多个一级传输提供商连接，为应用程序和消费者提供可靠的高质量互联网接入。
使用 CDN 的好处
任何依赖网络流量正常运行时间和可用性的组织都可以从使用 CDN 中受益。CDN 不仅可以与您的主网络协作来分配流量负载，还可以将其有意分配到距离用户最近的物理点。
- 缩短网站加载时间：通过将内容分发到更靠近网站访问者的地方，CDN 可以缩短页面加载时间、降低延迟并改善用户体验。
- 降低带宽成本：CDN 优化了数据传输和缓存，减少了需要从源服务器传输的数据量。这可以帮助网站所有者降低托管成本。
- 增强的用户体验：减少延迟并优化加载时间可以为您的用户和客户创造更好的体验，无论他们身在何处。
- 提高内容可用性和冗余度：CDN 可以处理大量流量，并且比单个源服务器更能承受硬件故障。这种可扩展性和更好的负载分配可提高网站可用性并降低停机风险。
- 增强网站安全性：一些 CDN 还提供安全功能，例如缓解分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击以及改进安全证书。这些功能有助于保护网站免受常见的恶意攻击。
CDN 实施
要配置 CDN，您需要拥有源服务器以及可靠云计算组织的分布式云服务帐户。以下是实施配置需要遵循的高级步骤：
步骤1：登录您的云服务账户控制台并创建新的CDN分发。
第 2 步：配置 CDN 设置，包括元数据、域和分发类型。
步骤3：通过配置CDN源站池集成源站服务。
步骤 4：如果需要，请配置高级选项来控制内容传送操作。
步骤5：完成创建分发。
步骤 6：验证分发状态。部署 CDN 分发并准备好在区域边缘缓存和提供内容可能需要几分钟时间。
第 7 步：配置安全套接字层 (SSL) 或传输层安全性 (TLS) 以保护您的网络数据。
步骤 8：监控分布的性能并根据需要进行调整。
选择合适的 CDN 提供商
如果您尚未实施 CDN 并且正在考虑实施，那么与一家能够为您提供所需带宽和支持的公司合作非常重要。有几个因素需要考虑，以帮助您做出明智的决定。
- 确定您的要求：确定您使用 CDN 的具体需求和目标。考虑地理覆盖范围、性能、功能、定价、客户支持和可扩展性等因素。
- 研究可用选项：探索不同的 CDN 提供商并比较他们在行业中的产品和声誉。
- 评估性能：了解每个提供商如何满足您对速度、网络连接、可靠性和正常运行时间、延迟和容量的需求。然后评估指标的性能，包括 DNS 响应时间、连接时间、等待时间、吞吐量和跟踪路由。
- 考虑安全性：确保 CDN 提供商有强大的安全措施来保护您的内容和数据。寻找诸如 DDoS 保护和安全内容交付等功能。
- 查看定价：比较不同 CDN 提供商的定价模式，包括带宽使用情况、数据传输成本和费用等因素。
- 查看客户评论：阅读其他客户的评论和推荐，了解他们与您正在考虑的 CDN 提供商的体验。
- 寻求专家建议：咨询行业专家或寻求有 CDN 提供商经验的专业人士的指导。
在您完成尽职调查之后，您将能够选择最符合您的要求和预算的 CDN 提供商。
CDN 和搜索引擎优化 (SEO)
前面讨论的 CDN 的许多好处也可以对网站和网页的搜索结果产生积极影响。重要的是要记住，不能保证对搜索引擎结果页面 (SERP) 有任何影响。但以某些方式优化您的网络体验可能会帮助提升您的 SEO。
- 缩短页面加载时间： CDN 将网站内容分发到位于不同地理区域的多台服务器上。这缩短了用户与网络主机之间的物理距离，从而缩短了加载时间并减少了延迟。这反过来又有助于积极影响用户体验，并可能有助于提高搜索引擎排名。
- 提高网站可用性： CDN 有助于将网站流量分配到多个服务器，从而降低服务器过载和停机的风险。如果您的网站仍然可供用户可靠访问，则可以帮助它保持搜索引擎的可见性和排名。
- 全球覆盖： CDN 拥有遍布全球不同地区的服务器网络。仅仅拥有这种全球覆盖就可以对用户体验和搜索引擎排名产生积极影响，尤其是对于拥有国际受众的网站而言。
- 改善移动体验： CDN 可优化移动设备的内容交付，确保网站在智能手机和平板电脑上快速高效地加载。随着移动优化对 SEO 的重要性日益增加，使用 CDN 可以帮助提高您网站的搜索引擎排名。
CDN 的监控、分析和优化
为了充分利用内容交付网络，您需要根据最重要的 KPI 监控其运行情况。然后分析性能和交付情况，最后继续优化以获得最佳性能。
- 对 CDN 提供商进行基准测试：在部署 CDN 之前，请先从您当前的网站服务器本身获取性能基准。然后确保 CDN 确实能更快地传输您的数据。
- 监控前往原始服务器的次数：跟踪对原始服务器发出的请求次数。行程次数高于预期可能意味着 CDN 无法有效缓存数据并使用这些缓存。
- 选择您所在地区可用的 CDN：选择服务器位于您的用户所在地理区域的 CDN 服务。
- 从不同区域进行测试：从不同的地理位置进行测试，以确保各处的性能一致。
- 负载测试 HTTP/2：为了帮助识别潜在的瓶颈和改进领域，请评估 CDN 在高负载条件下的性能。
- 持续监控和优化您的 CDN：通过监控从 CDN 和源服务器请求的文件来持续测试您的 CDN。定期更新您的 CDN 设置并确保一切正常。以下三种方法可帮助您实现持续优化：
- 缓存控制标头：缓存控制标头用于指定 CDN 应缓存内容的时间长度。通过设置适当的缓存控制标头，您可以控制 CDN 从源服务器获取内容的频率，从而减少源服务器的负载。
- 内容清除和失效：内容清除和失效允许您从 CDN 缓存中删除或更新特定文件或内容。这有助于确保您的用户始终获得最新、最相关的信息。
- 压缩和缩小：压缩和缩小技术可减少在源服务器和 CDN 服务器之间传输的文件大小。压缩文件可减少需要传输的数据量，从而缩短加载时间，而缩小则可从某些文件中删除不必要的字符（例如空格和注释），以提高性能。
CDN 的常见挑战
虽然内容交付网络可以帮助提高组织的数字广度和覆盖范围，但 CDN 也可能带来某些挑战。IT 部门应该意识到这些潜在问题并加以预防，或者定期检查操作以进行更新和增强。
- 部署：确定 CDN 获取内容的来源并将内容部署到多个存储系统中可能具有挑战性。这包括初始 CDN 配置错误，应在发现后立即纠正。
- 区域内容差异：您希望向用户提供无缝、可靠、一致的内容，无论他们身在何处。CDN 旨在提供这种内容，但有时可能会出现区域内容差异。启用一个系统来审核不同地区的 CDN 内容，并相应地调整性能。
- 版本控制和缓存控制：管理静态内容的更新和部署新版本可能很复杂。
- 测试：确保 CDN 按预期运行并满足您的要求可能需要进行彻底的测试。
- 内容和客户端安全：使用 CDN 时，保护您的内容免遭未经授权的访问或篡改可能是一项挑战。部署值得信赖的安全解决方案，以防止不良分子获取您的数据和用户的个人信息。
- 弹性：在网络或基础设施发生故障时保持高可用性和弹性至关重要。毕竟，组织部署CDN 是为了帮助提高可用性和可靠性 - 因此请测试您的系统以确保它确实为您的组织做到了这一点。
CDN 技术的未来趋势
近年来，出现了一些新趋势，有助于确保 CDN 能够随着组织的数字增长而扩展。以下是一些可以帮助您面向未来的 CDN 部署的趋势。
边缘计算和 CDN 集成：边缘计算和 CDN 的集成使组织能够利用这两种方法的优势。边缘计算将操作尽可能靠近源头，从而实现实时决策并减少延迟。CDN 通过从更靠近用户的服务器提供内容来确保快速高效地交付内容，从而补充了该功能。
通过结合边缘计算和 CDN 集成，组织可以增强用户体验、提高应用程序性能并优化数据和内容的交付。这在涉及物联网 (IoT) 的场景中尤为重要，因为实时决策和低延迟至关重要。
使用 HTTP/3 和 QUIC 协议进行 CDN 部署： HTTP/3 是一种较新的互联网协议，其普及度和使用率正在快速增长。它使用 QUIC，这是一种多路复用传输协议，可降低 CDNS 的延迟并缩短加载时间。在实际使用中，HTTP/3 的延迟更低，加载速度更快。
CDN 中的人工智能和机器学习：人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 在技术领域的普及和使用总体上为使用内容交付网络的用户提供了巨大的机会。以下是我们看到四个好处：
- 流量优化： AI 和 ML 算法通过预测用户行为来分析网络流量模式以优化内容交付。
- 智能缓存： AI 和 ML 模型通过分析用户访问模式帮助 CDN 智能地缓存内容。
- 异常检测： AI 和 ML 算法可以识别网络流量和 CDN 性能中的异常，帮助近乎实时地发现和缓解问题。AI 和 ML 算法还可以帮助 CDN 检测和缓解安全威胁，例如分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。
- 使用生成式 AI 进行动态内容创作： AI 和 ML 模型可以根据用户偏好和行为个性化（实际上就是创作）内容，从而优化动态内容交付。这为内容提供商提供了巨大的机会，但投资创意 AI 和 ML 的前期成本可能会很高。
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