极客工场

Appearance

共 1,354 字预计阅读约 5 分钟

CDN：把内容搬到离用户最近的地方 ​

更新时间：2026-09-17。网络协议域·应用层/分发。CDN 的入口常通过 DNS 解析的 CNAME + 调度实现，HTTPS 边缘终结见 HTTPS 性能。

CDN（Content Delivery Network，内容分发网络） 在各地部署大量边缘节点（edge/POP），把源站内容缓存到离用户物理/网络更近的位置。用户访问时被调度到就近节点，命中则直接由边缘返回，从而降低延迟、减轻源站带宽压力、并分摊攻击流量。

一、一次访问怎么走到边缘节点 ​

CDN 通常借 DNS 完成调度（结合DNS解析）：

bash
用户查询 img.example.com
 -> CNAME 到 CDN 厂商域名（如 example.cdn.net）
 -> CDN 权威 DNS 根据用户地理位置(Local DNS/EDNS)、节点健康与负载
    返回一个最优边缘节点 IP
 -> 用户直接与该边缘节点建连（TLS 就近终结，握手 RTT 更短）
边缘有缓存副本？ -> HIT 直接返回
                  -> MISS 则边缘回源站拉取，缓存一份再返回

因为边缘节点多为任播/就近调度，TCP 与 TLS 握手 RTT、首字节时间都比回源到远地数据中心短。

二、缓存命中与回源 ​

状态含义
HIT（命中）边缘有新鲜副本，直接返回，不回源（最理想）
MISS（未命中）本地没有，回源拉取并缓存
EXPIRED/STALE缓存过期，需回源校验（条件请求）或重新拉取
BYPASS配置要求不缓存，直接透传源站

响应头常能看到 X-Cache: HIT/MISS、Age:（已在边缘缓存了多少秒）、Via:（经过的代理/CDN 节点）。缓存命中率（命中请求数/总请求数）是 CDN 最核心的指标，命中率低意味着大量请求仍打到源站，CDN 价值打折。

三、缓存什么、缓存多久 ​

  • 可强缓存：静态资源——图片、JS/CSS、字体、下载文件、视频切片。这类内容 URL 稳定、变化少，适合长 TTL。
  • 带协商缓存：HTML 等可能变化但不频繁的内容，用 ETag/Last-Modified 条件请求，命中返回 304。
  • 默认不缓存：动态、个性化、带 Cookie/Authorization 的 API 响应（可按规则覆盖）。

CDN 通常尊重源站的 Cache-Control（max-age、s-maxage 专门给共享缓存/CDN）、Expires，也可在控制台按路径/后缀配置 TTL。

四、缓存键（Cache Key）与 Vary ​

"什么算同一份内容"由缓存键决定，默认通常是 <方法> + URL(+部分头部)。

  • URL 查询参数默认可能参与键，?utm=... 之类追踪参数会造成"同一内容多份缓存"、命中率下降——CDN 常配置忽略/排序参数。
  • Vary 头告诉缓存按某请求头区分版本（如 Vary: Accept-Encoding、Accept-Language）；Vary 维度太多会让缓存键空间膨胀、命中下降。
  • 移动端/PC、不同语言、压缩格式（gzip/br）需要不同版本时才加区分维度。
CDN：命中率为王，分级缓存 + 回源

五、更新、刷新与预热 ​

缓存与源站一致性需要主动管理：

  • 缓存刷新/purge：内容更新后主动让边缘失效（按 URL/目录），否则要等 TTL 自然过期。
  • 预热 prefetch：大促/发版前主动把热点内容推到边缘，避免首个用户 MISS 回源。
  • 文件名指纹（hash）+ 长 TTL：前端工程化标配——app.3f9a2c.js 内容变则文件名变，旧的可永久缓存，新 URL 自动失效，规避"更新了但用户拿到旧文件"。

六、回源、动态加速与安全 ​

  • 回源协议：边缘到源站可走 HTTP 或 HTTPS；可配置回源 Host 头、回源 SNI、私有源鉴权。
  • 动态加速（DSA/DCDN）：对不可缓存的动态请求/API，CDN 用自己的优质骨干/专线在边缘与源站间选路、优化连接复用，降低跨网 RTT（路由优化而非缓存）。
  • 安全附加：边缘终结 TLS（见 TLS/HTTPS 性能）、DDoS 清洗、WAF、防盗链（Referer/URL 签名/Token 鉴权）、限频。
  • 多层级联：边缘未命中可先回上层/区域中心节点（parent），再回源，形成分层缓存。

七、排查思路 ​

  1. curl -I URL 看 X-Cache/Age/Via/Cache-Control，判断是否命中、缓存多久。
  2. 命中率低：检查 TTL 是否过短、查询参数/Cookie 是否污染缓存键、资源是否可缓存、Vary 是否过细。
  3. 更新不生效：是否只更新了源站没刷新 CDN；文件名指纹是否变化。
  4. 偶发旧内容：多级节点 TTL 不一致、部分节点尚未刷新。
  5. 跨地域慢：DNS 调度是否把用户导到了偏远节点（结合 DNS、dig 排查）。

相关阅读 ​

调度依赖 DNS 解析与 CNAME，HTTP 缓存头在 HTTP/1.1，TLS 就近终结见 HTTPS 性能，回源后端与 L4/L7 见负载均衡。

总结 ​

CDN 通过 DNS(CNAME+调度) 把用户引到就近边缘节点，命中缓存就直接返回、未命中才回源并按 Cache-Control/s-maxage 缓存；命中率取决于可缓存性、TTL 和缓存键（URL 参数、Vary、Cookie），更新靠刷新/预热与文件名指纹，动态内容则用动态加速做回源选路优化，并顺带提供就近 TLS 终结、WAF 和抗 DDoS 能力。