002/CDN-内容分发网络

CDN-内容分发网络

来自于今日头条：

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CDN，中文名称是内容分发网络，可以用来分发直播、点播、网页静态文件、小文件等等，几乎我们日常用到的互联网产品都是有CDN在背后提供支持。现在有很多公司在提供云服务，这是在CDN的基础上，提供了更丰富的一站式接入的云服务能力。例如PP云服务为客户提供直播、点播、静态文件、短视频等多种云服务和CDN加速能力。

以直播为例：

直播的主播通过自己的手机把“视频图”发给了观众，观众收到后，在APP里把每个图显示出来，形成了视频。现实的情况是，一个主播不可能只为一个观众服务，可能有很多个观众需要观看，如果是3个观众，那么就会是这样了：

图里的方式是主播把相同的数据同时传给3个不同的观众，这当然是非常愚蠢的方式，同样的数据被传了3次，主播端的瓶颈非常明显，比如有1000个观众同时观看的时候，主播端根本无法承担这么多的数据传输。

第一台服务器出现了

所以呢，很容易想到的方法是，主播把数据传给一个中间服务器，由服务器充当把数据发给不同用户的角色，也就是这样（图片1-6我们先用“数据”代替了）：

这样的话，就用了性能强大的服务器来代替了主播传输数据的工作，给服务器提出的要求是：

1、能够接收来自主播的传输数据

2、能够把数据下发到观众APP

服务器这时候便被定义了两个身份：

【1】推流：推流节点（接收来自主播端的上行推流）

【2】分发：分发节点（把视频流分发给不同的观众）

由于服务器的强大能力，它不甘心只把数据接收过来再分发下去，而是要干更多的事情。比如说，给主播的脸上做个特效、给直播画面上加上公司的logo水印、或者是担心有主播直播违禁的画面，在服务器上做个鉴黄等。这时候，服务器的定义又发生了改变，它被称为了“流媒体处理中心”。

观众数进一步增大会怎样？

服务器也是有瓶颈的，例如，通常服务器的网卡是1G的，一路直播视频的带宽需求是1M左右，不考虑别的因素，一台服务器的网卡最多可以同时分发1000路直播就达到瓶颈了。那么，如果有3000个观众观看的时候，怎么办？当然，我们可以放3个服务器嘛，每个服务器分发1000路，总共就3000路了。于是就变成了这样：

又发现问题了，主播又要向服务器1、2、3分别发送3份数据了，按照之前的思路，我们可以这么来优化：在服务器1、2、3之前，放一个服务器-0，它的作用是接收主播推流，再把数据交给服务器1、2、3.由于服务器1、2、3给1000名观众分发的数据都是一样的，所以呢，他们就把数据在自己服务器上存储了一份。

在这样的架构下，会延伸出这样几个概念：

1、负载均衡：根据一定的策略来做资源的分配

当观众人数不太多的时候，例如总共只有1000人，那么是选择让某一台服务器服务这1000人，还是3台服务器分担1000人，还是2台？机器也会有新旧之分，老机器只能抗800数量，那要怎么来分配呢？等等问题。这里就需要有一个策略来做资源的分配

2、CDN缓存：

因为观众看到的数据都是一样的，所以呢，数据会在服务器1、2、3上都存储一份。这个概念叫做：CDN缓存。

3、回源  & 源站

当分配到服务器1的第一个观众进入时，服务器1是没有存储数据的，它会向服务器-0获取数据，这个过程叫做：回源，

相应的，服务器-0被称为：源站

4、缓存命中

观众请求的数据如果由CDN缓存提供，叫做缓存命中

5、缓存命中率

所有用户请求的缓存命中比例叫做缓存命中率，它是衡量CDN质量的关键指标。

6、就近原则

一名新进入的观众会被分配到哪一台服务器上呢？理论上，这台服务器距离用户的网络链路越短、不跨网，数据的传输的稳定性就越好，这个叫做：就近原则。

跨地区、多运营商覆盖的CDN

由于就近原则的存在，为了满足全国甚至全世界不同地方的人，那我们就需要把服务器分布在不同的地区。又由于不同的网络运营商之间的网络传输会有稳定性问题，那么就需要在不同的网络运营商里也放置服务器，于是，一个CDN网络就成型了：

随着规模越来越大，例如现在的PP云，就变成了这样：