内容分发网络（CDN）的工作原理

1. 基础概念：解决网络延迟问题
   CDN 是一组分布在全球多个地理位置的服务器群，其核心目标是减少用户访问网站时的延迟。当用户直接访问源服务器时，距离越远，数据包经过的网络节点越多，加载速度越慢。CDN 通过将内容缓存到离用户更近的边缘节点，缩短物理距离，从而提升加载速度。

2. 内容缓存与复制机制

   • 源服务器将静态资源（如图片、CSS、JavaScript）提前分发到各个边缘节点。
   • 当用户首次请求资源时，边缘节点会从源服务器拉取并存储副本；后续相同请求直接由边缘节点响应，减少回源压力。
   • 动态内容（如个性化数据）通常通过路径优化或动态加速技术处理，而非简单缓存。

3. 智能调度：DNS 解析与用户定位

   • 用户访问网站时，CDN 的全局负载均衡系统会基于以下因素选择最优边缘节点：
     • 用户 IP 的地理位置
     • 节点实时负载情况
     • 网络链路质量（如延迟、丢包率）
   • 通过修改 DNS 解析结果，将用户请求重定向到最佳节点，而非直接返回源服务器 IP。

4. 缓存更新与一致性策略

   • 过期时间（TTL）：预设资源在边缘节点的存储时长，超时后自动回源验证。
   • 主动刷新：源站内容更新时，主动推送新版本到所有边缘节点。
   • 条件请求：边缘节点通过 If-Modified-Since 等 HTTP 头向源站验证内容是否变更，避免重复传输。

5. 安全与抗攻击能力

   • 抵御 DDoS 攻击：分布式节点分散流量，结合清洗中心过滤恶意请求。
   • HTTPS 支持：在边缘节点部署 SSL/TLS 证书，加密用户至节点的通信。
   • 防盗链：通过校验 HTTP Referer 头或签名验证，防止资源被非法站点盗用。

6. 实际应用场景举例

   • 视频流媒体：使用分段缓存技术，将视频文件切分为小片段分发，支持自适应码率切换。
   • 软件下载：大型文件（如游戏更新包）通过 CDN 加速，减少下载时间。
   • 电商促销：应对突发流量，避免源服务器因并发请求过高而崩溃。

7. 技术演进与边缘计算融合
   现代 CDN 逐渐集成边缘计算能力，允许在节点上运行轻量级代码（如 JavaScript 或 WebAssembly），实现个性化内容处理、A/B 测试等功能，进一步降低回源延迟。