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2023-02-22
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CDN

# 19.CDN

使用 CDN，可以大大提高网站的访问速度，提升用户体验

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# 在 CDN 出现之前

在介绍 CDN 之前，我想先介绍下没有 CDN 的场景。

  • 你搭建了一个网站，配置了域名，这样用户可以通过域名来访问你的网站
  • 当用户多起来后，由于网络带宽的限制，网站的访问速度会变慢
  • 即使你提高了带宽，甚至使用了集群的方式，但那些距离你服务器所在地址的用户访问网站还是会速度慢（例如，你服务器在南方，而用户在北方）
  • 如果为了让各地的用户都能快速访问到网站，需要准备大量的服务器，部署在全国各地，但这成本非常高

为此，CDN 服务诞生了。

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# 什么是 CDN

CDN，全称 Content Delivery Network，内容分发网络。

几句话来解释 CDN 的工作原理：

  1. 首先 CDN 服务商在全国（或者全球）各地都有服务器，用户可以将其需要分发的内容（例如图片、前端静态文件，游戏安装包、软件安装包等）提供给 CDN 服务商
  2. 服务商会将这些内容同步到各地的服务器上；
  3. 当有其他用户需要访问这些内容时，服务商会根据网络协议，选择一个离用户比较近的服务器提供这些内容，这样用户访问的速度就能有很大的提高，提升体验；

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举个生活的例子：双 11 的时候，大家发现快递依然很快，不过是商家把货物提前发到了全国各地的仓库，平时你在广州买东西是从北京发货的，双 11 的时候确是从深圳仓库发出来的，所以很快。

网站也一个道理，网站服务器在广州，访客在佳木斯，CDN 服务商有哈尔滨的节点，所以访客其实是在和哈尔滨的 CDN 节点交互，所以他会感觉网站很快。

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# 一些基本术语

源站：指运行业务的网站服务器，是需要分发的内容的来源。源站可用来处理和响应用户请求，当节点没有缓存用户请求的内容时，节点会返回源站获取资源数据，然后放到自己的缓存中，再返回给用户。（和计算机组成原理中的 Cache 技术原理一样）

节点：指与最终接入的用户之间具有较少中间环节的网络节点，对最终接入用户有相对于源站而言更好的响应能力和连接速度。

回源：比如用户访问的内容在结点里没有（或者过期），节点就得去源站拉取内容，这个过程就叫回源。

加速域名：是指接入 CDN，用于加速源站的域名，也是最终暴露给终端用户访问的域名。例如，我希望用户以后访问我的博客地址是 www.peterjxl.com​，那么这个地址就是加速域名。

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# 选择 CDN

目前国内很多云服务器厂商都提供 CDN 服务：

  • 阿里云：https://www.aliyun.com/product/cdn
  • 腾讯云：https://cloud.tencent.com/product/cdn
  • 百度云：https://cloud.baidu.com/product/cdn.html
  • 华为云：https://www.huaweicloud.com/product/cdn.html
  • ......

一般来说自己的服务器在哪个厂商，就用哪个厂商的 CDN，这样会方便一点。关于 CDN 的选择，能展开来说很多，后续有机会再聊。

注意，大部分 CDN 是要付费的。如果想要使用免费 CDN，则需要考虑其跑路、倒闭的问题，这个按需选择。

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# 配置 CDN

这里先说明下配置完后，用户访问博客的整体步骤，便于理解后续的配置是做什么的：

  1. 你搭建了一个网站
  2. 你购买了 CDN，CDN 厂商会给你一个 cname 域名
  3. 你配置你的加速域名，改为解析到这个 cname 域名
  4. 用户访问你的加速域名，例如 www.peterjxl.com (opens new window)
  5. DNS 会解析这个域名，这个域名会解析到 cname 域名，也就是厂商提供给你的域名
  6. CDN 厂商会选择就近的一个节点，该结点负责返回数据给用户

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# CDN 控制台配置

这里简单说明下配置过程，以华为云为例，购买了 CDN 服务后，就进入到了配置环节。我们登录云服务器的 CDN 控制台（我这里已经配置好了，可以忽略我的配置结果）：

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先点击添加域名，会出下面的表单：

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加速域名：举个例子，我的域名是 peterjxl.com，我希望用户后续访问的时候是通过 www.peterjxl.com，因此我填写了 www.peterjxl.com

业务类型：我这里主要是博客，选择了网站加速

服务范围：按需选择

源站类型：就是要提供源站的地址，例如你的服务器 IP，或者服务器域名等等

源站校验：简单来说就是要确认这个源站是你的，或者你负责的，就是上传一个 txt 文件后上传到服务器上即可

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配置完成后，就能看到如下界面，我们需要复制 CNAME 的值：

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# 配置 CNAME

去到我的云服务器解析商， DNS 解析里，添加一个 CNAME 记录，将 www 的记录指向上面的 CNAME：

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以上，配置就完成了。修改 CNAME 记录后要一定的时间后才能生效。

当配置生效后，用户访问 www.peterjxl.com，DNS 会解析，然后会通过 CNAME 记录解析到华为云的 CDN 服务商，由华为的 CDN 返回内容给访客。

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# CDN 流量包

CDN 是付费服务，按流量计费的。

此外，我们可以购买流量包（或者叫资源包），更划算，例如 500G，66 元这样子，此外不同地区的收费也不同。

如果你没有国外流量，就可以只买全国通用类型的。此外要注意，如果没有买国外的，并且有国外的流量，则不会使用流量包，而是直接扣费，如果你控制台余额不足则会不能使用。

如果不知道是否有国外的流量，可以先不买，然后在控制台的流量监控功能（一般各厂商都有）分析是否有国外的流量再决定买不买，买多少。

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# 检查是否生效

我们可以用 nslookup 或 ping 命令来检查是否生效。一般来说，ping 了后会返回 CDN 的节点 IP，而不是你服务器的 IP：

>ping www.peterjxl.com

Pinging www.peterjxl.com.w.cdngslb.com [121.207.229.244] with 32 bytes of data:
Reply from 121.207.229.244: bytes=32 time=18ms TTL=55
Reply from 121.207.229.244: bytes=32 time=19ms TTL=55
Reply from 121.207.229.244: bytes=32 time=19ms TTL=55
Reply from 121.207.229.244: bytes=32 time=18ms TTL=55

Ping statistics for 121.207.229.244:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 18ms, Maximum = 19ms, Average = 18ms
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# 手工刷新 CDN

有时候我们的网站内容有更新了，但是 CDN 没有更新，此时就得更新 CDN 缓存（一般 30 天过期，到期自动刷新）里的内容。

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然后提交要刷新的 URL 即可。

如果配置遇到了什么不懂得或者问题，也可以咨询对应的云服务器厂商，毕竟我们是付钱了，他们得给我们解决问题。

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# 通过接口调用的方式刷新 CDN

如果要刷新缓存，每次都登录并且输入 URL，就太麻烦了。因此华为 CDN 也提供了接口的方式，也就是可以在本地调用一个 jar 包的方法去实现刷新。

我们可以先测试下接口，没问题后就下载 jar 包和代码，然后在本地运行。

点击预热刷新--然后点击调用 API 接口：

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然后点击 API Explorer：

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填上我们的加速域名（例如 https://www.peterjxl.com/，注意最后有个斜线/），就可以调用接口进行测试了：

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可以看到响应体里有任务 ID，有的话一般就是正常的（如果有错误会返回），也可以在控制台里查看调用的历史和是否成功：

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成功后，我们就可以下载代码，然后添加依赖了：

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查看依赖信息：

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这里可以看到是使用了 Maven（其他语言就不演示了）

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最后我们还需要密钥，因为我们是加速域名的主人，只有我们才有权限去刷新缓存，因此得有密钥，相当于一个密码用来证明你的身份。点击查询 AK 信息：

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点击添加密钥，就可以下载密钥文件，包含 AK/SK（Access Key ID/Secret Access Key）：

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注意，只能下载一次，要好好保管！

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然后新建一个 Java 项目，代码里写上刚刚复制的代码，并且配置 Maven，密钥写上下载后的密钥，点击运行就可以调用华为云提供的 jar 包里的方法，实现接口刷新了。

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# 源代码

本人将缓存刷新和缓存预热的代码整合到了一起，仅供参考

package com.peterjxl;
import com.huaweicloud.sdk.core.auth.ICredential;
import com.huaweicloud.sdk.core.auth.GlobalCredentials;
import com.huaweicloud.sdk.core.exception.ConnectionException;
import com.huaweicloud.sdk.core.exception.RequestTimeoutException;
import com.huaweicloud.sdk.core.exception.ServiceResponseException;
import com.huaweicloud.sdk.cdn.v1.region.CdnRegion;
import com.huaweicloud.sdk.cdn.v1.*;
import com.huaweicloud.sdk.cdn.v1.model.*;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;


public class CDNRefreshAndPreheat {

    public static String ak = "这里替换成你的ak";
    public static String sk = "这里替换成你的ak";

    public static ICredential auth = new GlobalCredentials().withAk(ak).withSk(sk);
    public static CdnClient client = CdnClient.newBuilder().withCredential(auth).withRegion(CdnRegion.valueOf("cn-north-1")).build();

    public static void main(String[] args) {
        CreateRefreshTasksSolution();
        CreatePreheatingTasksSolution();
    }

    // 缓存刷新
    public static void CreateRefreshTasksSolution(){
        CreateRefreshTasksRequest request = new CreateRefreshTasksRequest();
        RefreshTaskRequest body = new RefreshTaskRequest();
        List<String> listRefreshTaskUrls = new ArrayList<>();
        listRefreshTaskUrls.add("https://www.peterjxl.com/"); //这里替换成你的域名
        RefreshTaskRequestBody refreshTaskbody = new RefreshTaskRequestBody();
        refreshTaskbody.withType(RefreshTaskRequestBody.TypeEnum.fromValue("directory"))
                .withUrls(listRefreshTaskUrls);
        body.withRefreshTask(refreshTaskbody);
        request.withBody(body);
        try {
            CreateRefreshTasksResponse response = client.createRefreshTasks(request);
            System.out.println(response.toString());
        } catch (ConnectionException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (RequestTimeoutException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ServiceResponseException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getHttpStatusCode());
            System.out.println(e.getErrorCode());
            System.out.println(e.getErrorMsg());
        }
    }

    //缓存预热
    public static  void CreatePreheatingTasksSolution(){
        CreatePreheatingTasksRequest request = new CreatePreheatingTasksRequest();
        PreheatingTaskRequest body = new PreheatingTaskRequest();
        List<String> listPreheatingTaskUrls = new ArrayList<>();
        listPreheatingTaskUrls.add("https://www.peterjxl.com/v1.0/cdn/content/preheating-tasks");//这里替换成你的域名
        PreheatingTaskRequestBody preheatingTaskbody = new PreheatingTaskRequestBody();
        preheatingTaskbody.withUrls(listPreheatingTaskUrls);
        body.withPreheatingTask(preheatingTaskbody);
        request.withBody(body);
        try {
            CreatePreheatingTasksResponse response = client.createPreheatingTasks(request);
            System.out.println(response.toString());
        } catch (ConnectionException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (RequestTimeoutException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ServiceResponseException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getHttpStatusCode());
            System.out.println(e.getErrorCode());
            System.out.println(e.getErrorMsg());
        }
    }
}
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# 缓存预热

什么是缓存预热？比如用户访问内容，但节点发现内容已经过期了，或者此时有新的内容。那么此时节点需要去源站获取内容，然后再将内容放到自己的缓存里，然后再返回给用户，这样访问时间会变长（因为需要去源站拿数据再返回给用户）；

而缓存预热就是在用户访问之前，提前将内容刷新到结点的缓存里，这样就用户访问的时候就能直接获取缓存里的内容了，缩短了用户的访问时间。

就好比深夜回家时，提前跟家里人说，家里人会提前将饭菜热好，这样回到家就可以直接吃了，不用再等待热饭的时间。

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读者可以尝试，在刷新缓存后，马上去访问域名，可以体验到加载速度是比较慢的，因为要去源站读取数据。当然，只有首次访问会慢一点，后续访问都会挺快的。

特别注意：已咨询过华为云的技术人员，华为云 CDN 所提供的缓存预热功能，是仅仅针对具体 URL 的，而不是针对整个缓存！例如 https://www.peterjxl.com/1.mp4，这种具体的 URL。也就是说该缓存预热是针对一些大型的文件之类的进行预热。

所以如果我们想要解决首次访问加载速度慢的问题，只需在刷新后自己马上去访问，就能将结点里的缓存刷新：

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和缓存刷新同理，也可以通过接口的方式实现预热，这里不再赘述了

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pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.peterjxl</groupId>
  <artifactId>vuepressblog</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <packaging>jar</packaging>

  <name>vuepressblog</name>
  <url>http://maven.apache.org</url>

  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
  </properties>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.huaweicloud.sdk</groupId>
      <artifactId>huaweicloud-sdk-cdn</artifactId>
      <version>3.1.9</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>3.8.1</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>
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# 配置 HTTPS

如果你的网站使用了 HTTPS，则在 CDN 里也要设置。点击设置：

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这里要上传下证书的公钥：

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注意回源方式选择协议跟随：

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# 小结

在使用 CDN 之前，我的网站加载完需要大概 10~20s，而使用了 CDN 后，基本上只用 2,3 秒就可以了，速度非常快。

不仅仅是网站可以用 CDN，一些文件也可以用，例如游戏安装包、图片等等。当然 CDN 也有缺点，就是要花钱；

本文仅作科普用，关于 CDN 的原理等可能描述的不恰当，欢迎指正。

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# 参考

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上次更新: 2024/10/3 10:01:52
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