简单cdn之二
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作者:田逸（）
7.1.4 cdn 的基本原理
Cdn 的基本原理可概括为：内容缓存、就近访问以及以dns 视图方式根据用户来源确定其访问位置。
◆ 内容缓存：缓存服务器从源站取得所需数据，然后暂存在本地的硬盘或内存。使用这种缓存机制的好处是：（1 ）内容自动更新；（2 ）无多个服务器数据相互同步问题。
◆ 就近访问：让用户的访问请求转向到离用户最近或最易于访问的缓存服务器。
◆ 以dns 视图方式根据用户来源确定其访问位置：即让电信的用户访问电信的缓存服务器，网通用户访问网通的缓存服务器。
7.1.5 什么是简单 cdn
简单cdn 这个概念，是相对于复杂cdn 来定义的。因此，我们先来了解一下什么是复杂的cdn 。
笼统一点的讲，cdn 服务提供商所运营的环境，就是复杂cdn 。就缓存服务器而言，其结构是分层次的，一般可划分成核心节点和边缘节点。并且同一层级的相邻节点之间又可形成姐妹关系，亦即在同一个集群下的节点互为姐妹关系。为了保证最高的性能能和效率，不建议跨网或跨物理范围的节点形成姐妹关系。为了更直观的理解这个结构和由此产生的好处，我在这里以一个最长访问路径的图示来说明：
图 7-2 缓存服务器相互关系
1、 用户向某边缘服务器（边缘A ）发起访问请求，所需内容没有被缓存。
2、 边缘服务器（边缘A ）于是询问其邻居，是否缓存了用户所需的请求对象，邻居节点也没有缓存所需的对象。
3、 边缘服务器（边缘A ）转而向某个父节点（核心A ）请求文件，如果该父节点仍然无所需的文件，则该父节点询问其邻居；如果邻居也没有所需的文件，则把请求转给源站。
4、 源站返回数据给核心节点（核心A ），并缓存数据在该节点。
5、 核心节点（核心A ）返还数据给边缘节点（边缘A ），并缓存数据在该节点。
6、 边缘节点返还数据给用户，一次最长路径的访问完成。
这种分层次的机制，既能保证最高的可用性，又能最大限度的减少向上一级节点的网络流量。
除了缓存服务器结构上的差异外，复杂cdn 还具备以下一些特性：
（1） 缓存服务器布点范围广，服务器数量庞大。
（2） 复杂的日志处理系统。因为计费依赖于访问日志。
（3） 详细的视图划分。例如精确到每个省的ip 地址段。
（4） 预加载机制。
当我们了解清楚复杂cdn 以后，再来了解简单cdn 就容易多了。所谓简单cdn ，就是节点层次简单、服务器数量有限、能实现有限规模站点加速和发布的平台。通常情况下，我们不必为实现cdn 带来的好处而部署复杂的cdn 系统，这将花费巨大的人力物力。把复杂的cdn 简化，使之符合我们的业务需求，是本章“简单cdn ”撰写的用意所在。
7.2 简单 cdn 设计
先申明一下, 本文所设计的简单cdn 只是一个样例，并非适用于所有的场景。读者可根据我的思路，设计出更适合自己应用环境的简单cdn 。
7.2.1 简单 cdn 设计的基本原则
简单cdn 设计主要考虑以下几点：
（1） 选点合理，能覆盖大部分网络用户。最起码得在电信和网通机房放置缓存服务器，如果经费充裕，把教育网也考虑进来。
（2） 系统本身具备很好的高可用特性。用户的访问主要集中在缓存服务器，缓存服务器之间使用集群技术就能得到比较高的系统可用性。
（3） 核算自建简单cdn 的成本，使之有较好的性价比。如果自建一个cdn 远比购买cdn 服务商所花费的资金还高（目前国内商用cdn 每兆带宽为50 元/ 月，基数是1G ），基本上没必要自己建立cdn 了。
（4） 系统应该具备很好的伸缩能力，以适应各种业务变化。如增加布点、增加设备、增加站点等等。
7.2.2 需求描述
欲对三个web 服务进行加速，为了描述方便，使用域名来进行说明。这三个加速站点为图片站点 images.sery.cn 、下载站点dl.sery.cn 、主站 ，3 个站点全部是静态内容，其页面文件主要是.html(htm) 、.exe 、css 、jpeg 、js 等，非常适合被缓存。
服务的主要目标用户包括电信线路的用户、网通线路的用户、教育网的用户，其他线路的用户（如科技网、长城宽带等）访问请求被转向到网通线路的缓存服务器。为了实现这个目标，我们可能需要放置4 组服务器来做缓存，即电信一组，网通2 组，教育网一组。
7.2.3 简单 cdn 设计
需求明确之后，接下来的设计工作包括：布点选择、工具选取、cdn 结构设计等几部分。
◆ 布点选取
布点包括源站、全局智能dns 、缓存服务器集群。
（1） 源站及全局智能dns 选择互联互通性较好的第三方bgp 机房；因为使用cdn 服务的站点数量有限，故在缓存服务器以主机名的方式寻址源站。
（2） 缓存服务器共4 组，选择二线或三线城市的机房托管，能节省大量的资金— 北京、上海等城市带宽价格大概在300~400 元/ 兆/ 月，而偏远一点二三线城市（如安阳）1G 带宽的年总费用才8-10 万。
◆ 工具选取
工具包括操作系统、dns 软件、缓存服务器软件、负载均衡软件、源站软件以及定制的脚本。
（1） 所有的服务器均使用32 位的centos 5.x 。曾经使用过64 位的系统，但在执行缓存服务器的缓存清理操作时，有些小问题。
（2） Dns 使用bind-9.4.0 。低于9 的版本，可能不支持视图view, 没有视图功能，智能dns 就无法实现。不知道其他的dns 软件有没有支持视图view 的，愿知者告知。
（3） 缓存服务器有两种选择，一种是squid ，另一种是varnish 。Squid 多用在复杂cdn 场景，它能实现缓存服务器间的层级关系（邻居形成姊妹、边缘节点与核心节点形成父子关系），功能强大而配置复杂；Varnish 为后起之秀，配置简单而性能卓越，维护起来比较简单，因此本案选择varnish 作为缓存工具【注 1 】 。
（4） 负载均衡由ipvsadm 和keepalived 两部分组成。ipvsadm 是核心，负责包转发和负载分摊；keepalived 为框架，负责故障隔离和失败切换failover 。
（5） 可做web 服务的软件比较多，因为站点为简单的静态文件，选择nginx 比较省事。
（6） 定制脚本主要目的是自动刷新缓存服务，把这个脚本放在摸个服务器上，只需执行一次（也可使用crontab 自动调用）就能实现所有缓存服务器的缓存清理。
◆ cdn 结构设计
我们可根据cdn 的角色来设计整个结构, 这些角色包括：源站、智能dns 及缓存服务器3 大部分，根据布点选择和其他因素综合考虑，我们可绘出整个cdn 的布局结构图。
图 7-3 cdn 服务器布局
从图中可以看出有2 组缓存服务器放置在网通机房，这两组服务器不在同一个物理位置，这样做主要目的是：bind 规划视图view 时，能收集到的地址比较有限，不在收集列表的其他ip 地址段，则统统转发给网通B 机房的服务器；另外网通B 机房的带宽比较便宜，机器数量也比较多，跟其他网段的互联互通还可以。
（1） 源站
源站为内容的原始发布，尽管采用cdn 技术以后源站的负荷会变得很小，但为了有较高的可用性，可把它部署成负载均衡集群。
（2 ）智能dns
智能dns 是用来实现用户访问转向功能，即通过建立访问列表，判断用户的访问来源，确定其访问对象的位置。在本案中，我建立电信、网通、教育网三个ip 地址列表，未在这三个列表的称为其他；每个列表关联一个bind 的视图view ，那么一共就有4 个视图view 。地址列表可以自己收集，也可以花钱购买，地址列表越大，dns 定向准确性越高。在这里强调一下：ip 地址列表为客户dns 服务器所在网段的列表，而不是用户接入网络的ip 段。客户端计算机所设定的dns ，通常称为用户本地dns 。同样，为了使其有较高的可用性，dns 采用主从同步的架构。
以下内容省略.
简单Cdn 实现
简单cdn 功能测试
简单Cdn 监控
简单cdn 维护
其他
本文转自sery51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/sery/259635 ，如需转载请自行联系原作者
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