CDN 原理
内容交给网络（CDN）是一个地理上散布的服务器群，在接近终端用户的当地缓存内容。 CDN允许快速传输加载互联网内容所需的财物，包含HTML页面、JavaScript文件、样式表、图像和视频。 CDN服务的遍及持续增长，今日大多数网络流量是经过CDN供给的，包含来自Facebook、Netflix和Amazon等首要网站的流量。
谈到 CDN 时，往往和 DNS， Anycast 混杂在一起，这儿期望帮你理清他们的关联。其中最简略产生歧义的是 Anycast， 要了解它又不得不解说 AS 和 BGP。它们并不难，学习它们也是值得的。
什么是 AS （自治体系）
请看 什么是自治体系 （autonomous system）？
自治体系（AS）是具有一致路由战略的巨型网络或网络群组。衔接到 Internet 的每台核算机或设备都衔接到一个 AS。
AS 被授权播送某个详细的IP地址。
便于了解，这儿做一些比喻。假设回到互联网诞生之初的实验室里，此刻房间里的两台家用路由器便是两个独自的 AS，称为 AS1、 AS2 。暂时忽略掉内网外网，AS1 担任解析 1.1.1.1 – 2.2.2.2 区段，AS2 担任3.3.3.3 – 4.4.4.4 区段， 所有拉网线到 AS1 这台路由器的设备会获得这个区段的一个 IP，且设备藉由共通拉网线到这个路由器，两台其他设备能够运用区段 IP 直接进行局域网通讯。
（图：家用路由器局域网地址间直接通讯）
假定此刻有 20 个路由器（当做 AS机器），且AS机器之间建立衔接的方法只有物理拉网线。 AS1 和 AS2 直接拉网线衔接，并经过内部协议同步了两头能够解析的 IP。由此两个“局域网”能够互相通讯。
因为直接相连的 AS 之间会依据内部协议同步路由表，因此即使20台机器串连起来，每台机器终究也知道其他悉数 AS 的路由表状况。 比方 AS1 <=> AS2 <=> AS3 , 对 AS2来说 AS123 的路由表它都知道，并且也能告知 AS1,3， 所以 AS1 也知道 AS3 的路由表，即使它们不直接相连。关于拉网线到 AS1 的设备，自己的 AS1 知道方针IP 归属于哪个详细的 AS， 然后传输数据。
实在国际的 AS 亦是上述状况的扩大化。由国家，运营商，跨国公司运营的（物理介质也是海量的路由器机器组成的）的网络集群便是 AS，单个 AS 能够看做一个巨大的“局域网”（注意引号）。AS 之间也是由地理方位来拉网线，比方沪日专线、太平洋光缆之类的物理网线相互衔接。
比方我接入了移动的家庭宽带，即接入了移动的 AS ， 藉由它知道了国际上所有 IP 归属哪些 AS (路由表)，并由实际国际的网络光纤传输，能够连通到国际上任何一个 AS=>IP=>物理设备。
什么是 BGP（边界网关协议）
什么是 BGP？
每个 AS 运用 BGP 通知它们担任的 IP 地址以及它们衔接的其他 AS。BGP 路由器从国际各地的 AS 中获取所有这些信息，并将其放入称为路由表的数据库中，以确认从 AS 到 AS 的最快途径。当数据包抵达时，BGP 路由器会参阅其路由表来确认数据包接下来应转到哪个 AS。
沿袭上文的场景，假定这 20 个 AS （想象为家用路由器）散布在几栋教学楼里，把每台路由器和其他所有路由器拉网线1对1衔接不实际，依据地理方位，机器器之间的拉线状况或许扑朔迷离，如图所示：
（图来自这篇文章）
开始时 IP 归属状况便是清楚的，比方家用宽带IP归属 AS1 ，恳求方针的IP归属AS3，现在要做的便是找到 AS1 到 3最优的物理途径 ，或许存在多条途径时，运用 BGP 协议用来找到最优的那条物理途径。
暂时不论完成细节，BGP 能够简略了解为找到衔接到方针 IP 最佳 AS 途径的协议。 它往往对应实际国际的物理链路质量（网线怎样拉）， 如 AS1 AS2 AS3 。但实在国际的状况或许复杂的多，不必定途径最短就好，仍要考虑途径节点之间的衔接质量，并随时刻定期更新。 比方上图 BGP 会给出途径 1-2-3， 这时某个国家断网了， AS2 挂掉了，BGP 就会回来 1-6-5-4-3 途径。
互联网是人类上一个最巨大的发明，BGP 就很好的的体现出互联网散布式的特色，AS1、3 不依赖任何一个固定的第三方来进行通讯，实在国际中或许的途径有很多条。AS 之间是对等（peer）的关系。
什么是 Anycast （任播）
任播这个概念本来欠好了解，但假设你了解了 AS 和 BGP 后，就十分简略了解了。
任播便是在多个不同地址的 AS 播送同一个IP 地址 （如 223.5.5.5）。 不同地理方位的用户恳求这个相同的 IP ，会藉由 BGP 协议主动找到离他最近的 AS ，然后优化链路和呼应时刻。
大多数 AS 衔接到其他几个 AS。假设一个 AS 仅衔接到另一个 AS 并同享相同的路由战略，则能够将其视为第一个 AS 的子网。
AS 取决于实在国际中物理机的拉线状况，往往一栋楼，一个校园都能够专用一个 AS ，只要它们属于同一个运营商（ISP，如电信、阿里云），能够认为它们属于同一个 AS，当然 AS 编号不同。
比方阿里布置一个服务到 223.5.5.5 这个IP 地址， 并且用北上广深多个 AS 机房播送这个 IP，在全国不同当地的用户恳求这个相同 IP，则可藉由 BGP 找到最近的 AS 地址，优化网络链路。 www.zhihu.com/question/61…
Anycast 是防御 DDoS 的最佳手法
假定一个服务域名为 dnspod.com , 解析到223.5.5.5 这个地址，此刻 dnspod.com 被 DDoS 打挂了，有两种方法缓解：
- dns 切流，将 dnspod.com 切换解析到 223.6.6.6 ， 因为存在国际范围的解析以及客户端的 TTL 缓存，仍会有小段时刻服务处于挂掉的状况
- 223.5.5.5 做 Anycast ，同时在 AS1，2，3播送。假设 AS1 被打挂了，BGP 会立马更新到 AS2，不会呈现短时刻的挂掉状况。
综上，相信你已经根本了解了什么是 AS，BGP，Anycast及之间的联系。
什么是弹性公网 IP？
Anycast EIP和EIP对比
关于AWS ，阿里云这种运用 Anycast 供给的 EIP服务便是上文的实践，绑定给用户机器实例的固定 IP 已经有了 Anycast 优化，IP 会最快的走到阿里自己的 AS，再找到方针 AS，优化链路。
总之，容灾和高可用是云服务的生命线，现存的技能足以支撑任何灾备的切流计划。但有时会切不动，就很影响公司声誉：什么样的故障让阿里云换了总裁？
DNS完成
DNS 简略来说便是把域名查询到对应 IP（或 CNAME 等其他记载） 的服务。这个想必我们都十分熟悉了，就不在本文分析了。
什么是 DNS
值得一提的是，互联网厂商往往会供给公共 DNS 服务地址，这种地址是典型的 Anycast IP
比方： Google 的 8.8.8.8 ， Cloudflare 的 1.1.1.1 ，阿里云的 223.5.5.5
全球各地的用户都能够将个人路由器的 DNS 服务器写死为这个 IP ，很明显上述跨国公司都是用了全球多城市多地多地的机房 AS 播送了上述 IP ， 优化用户的网络链路。
值得一提的是 google 在大陆没机房，最近的 AS 在 TAIWAN，所以装备 DNS 服务器写死为 8.8.8.8 没有用途，反而或许拖慢网速。对 WFG 而言 DNS 能抢答，8.8.8.8 来不及回来正确的记载。且 8.8.8.8 或许会导致恳求方针站点误判客户端的地理方位（最近的AS在TAIWAN），所以反而或许会降低网速。
CDN 完成
CDN 其实有很多种完成，经过上文能够知道 Anycast 都必定程度的完成了 CDN 的效果。时至今日，最常见功用最强大的是运用 DNS 完成，简略流程如图：
咱们来实践验证一下。
上传一张图片时会主动生成 CDN 地址，如 p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3…
地址为 p1-juejin.byteimg.com ， 它必定指向实在 CDN 地址的一个 CNAME 记载，为 p3-juejin.byteimg.com.queniuuf.com , 客户端转而恳求这个 CDN 服务地址，服务然后能获得客户端最全的信息，然后回来间隔客户端最近最优的 IP 地址。将一个 CDN 域名解析到不同的ip，依据恳求者的方位回来离它近的ip，这叫智能dns。
运用两台 HK ，US 网络环境的机器别离执行
nslookup p3-juejin.byteimg.com
能够明晰看到上述进程，如图
这些择优的 CDN 服务器 IP 天然也存在 Anycast 优化。将不同主机分配同一个ip，恳求者访问此ip是路由 AS 到离它近的，这叫 Anycast。此进程与dns无关。
值得一提的是静态资源文件的 CDN 地址 origin 往往和主站不同， 例如图片是 p1-juejin.byteimg.com 之于主站 。 这体现出 Web 架构的细节，一个网站的多个部分，它的资源也或许由不同的云服务商供给 CDN 服务，这很常见。
运用 Cloudflare
如何建立账号，购买域名，并把域名装备到 Cloudflare 里就不展开了，能够参阅这篇文章。
域名的记载如图所示，相较于一般的 DNS 服务商，CF 的特色是记载上的 Proxy status 云朵按钮，这个是CF CDN 功用的入口。
图中的 AAAA IPv6记载都是经过 DDNS-GO 更新的。DDNS 简略来说便是机器上跑个定时任务，调 DNS 厂商的API 来更新记载值。2409 是移动的 IPv6 前缀，以此开始的都是个人的私有云服务。
(私有云机房局部实拍，N5105 外接机械盘，加上左上外置散热，百洁布底座)
结合 DNS 服务的 CDN
假设域名为 dev.test.cc ， 方针 IP 为 34.43.34.43
假设不勾选 proxy，便是一条一般的 DNS 记载
假设勾选 proxy，链路会如下图所示
dev.test.cc 首先打到 CF DNS 解析服务=>CF CDN 服务，回来优选的 CF IP 地址 104.21.49.11 （能够在浏览器直接输入 104.21.49.11 ， 页面会提示这是个 Cloudflare IP）。关于 104.21.49.11 的服务 ，经过request 的name dev.test.cc ， 找到详细的解析记载34.43.34.43，然后恳求源站。
能够看到悉数 dev.test.cc 的恳求，remote address 即为 CF IP 104.21.49.11
HTTP response header 也能校验事务信息。
可见，只要接入了CF 的DNS，并勾上了 proxy , 即获得了运用全球 CF CDN 节点访问个人域名的才能。
值得一提的是这和上传图片回来的图片 CDN 的这种图床服务有很大差异。关于 DNS 记载来说，域名比方 dev.test.cc ，以及方针 IP 如 34.43.34.43 都是你自己界说的，十分灵活。 在 abuse 场景下， CF CDN 节点都能直接作为网络资源运用，比方：
大陆地区 Cloudflare 无法直接回来优质 IP，但借由 许多东西 咱们能获取到特定网络环境的 CF 优质节点。所以在添加 DNS proxy 记载后，咱们运用一些网络协议时，写死 request server 为优选的 CF IP，并经过header.host 字段传入域名如 dev.test.xyz， 就能将这个优选的 CF 162.159.136.50 当做纯网络资源运用。
一个实践
流量计费：宽带联盟
关于云原生事务，单个 VPS 而言计费可谓是重中之重，网络带宽成本为 VPS 最重要的成本之一。
比方这台机器，内存200M，磁盘 4G ，能够说成本全在网络资源上。有时运营商还会把上行下行流量分隔计费，而流量自身或许依据来历不同而分隔计费，乃至豁免计费。
Cloudflare 带宽联盟
是由 CF 主导组建的旨在节约云核算服务商间数据流量开支的安排。在联盟中，受益最大的便是CF和结尾用户，CF由此稳固自身的互联网带宽权益地位，更有底气向ISP压低带宽价格，用户则获得了来自服务商的流量费用豁免。
实际上，阿里云OSS已确认除迪拜和中国大陆的地域外流量传出至CF边际节点不计费。
WARP ：客户端接入 CDN,保护链路
从互联网开始的理念来看，客户端和服务端理应都具有独立的 IP 地址，能够说是对等设备。因此客户端也能接入CDN网络。
今年来网络谈论直接显现 IP 属地更像是全民的网络安全教育课，十分直接的提醒了咱们网络链路安全的重要性。运用 https://1.1.1.1/ 接入 warp。当然在有 WFG 的前提下接入 WARP 必定会劣化网络性能，但给 VPS 也能够运用这个来达到特殊作用，运用装置脚本来实践它。
假定这台机器的 IP 为 34.34.34.34 ，处于某个黑名单中，每次访问 Google 都会跳验证，则用这种方法，能够将出站 IP 修改为 104.28.203.57 ， 为 CF 的 IP ，在 Google 的白名单内。 当然这种方法只管机器的出站，不论入站，比方我远程衔接这台机器仍然运用 34.34.34.34。
另一个用途在于能够为 IPv4 only 的服务器敞开 IPv6 连通性，因为国内加宽没有独立的 IPv4, 但已遍及 IPv6, 敞开远程服务器的 IPv6 连通性会解锁更多玩法，这儿就不展开了。
Worker：真实的边际核算
各家云厂商都有相似服务。无论产品是叫云函数、worker 仍是 FaaS，根本上大同小易，产品端都是布置一个函数（ 比方运用 node api 的 js 文件），并回来一段固定 url，访问 url 便是调用了这个函数。这种形式真实的价值在于这个函数是布置在 CDN 边际节点上的。回到上面例子：
关于勾选了小云朵的 dns 记载，本质上是调用了 Cloudflare 某个 CDN 节点的资源。这个资源自身当然也能够布置简略的逻辑比方“云函数”。和传统的单点布置的 VPS 相比，程序的逻辑，布置，数据都是真实的散布式的。
假设想体验功用，能够参阅这篇文章免费装备一个有用的 CF worker，用来运用 ChatGPT 的 API 。
当你布置了一个 CF worker 并装备域名访问后，worker 同样会显现在域名的 DNS 记载里，并会勾上小云朵，这就表明服务正在运用 CDN 的节点资源，正如边际核算的特色， 服务是布置在边际节点上。
总结
有人说只有国内互联网分前后端工程师，国外只分初级高档工程师，初级写事务，高档写基础设施。
其实国内也相同，待过大厂的都知道，绩效全靠造轮子。部门内塔尖的工程师，都是在独自的子部门折腾跨端/bundler/CI/云原生 渠道，直到今年行情欠好，我们只得回头转向事务为先。
这也是必定的，关于事务而言，绩效当然是PM/运营的话语权更高，假设事务的绩效也都算给研制了，那还要 PM 有啥用。研制话语权更高的范畴当然仍是基础设施这种专为研制服务的事务。在股东们看来，基础设施占用了更高阶的研制人员，更贵的研制人力，当然也要挣钱，也要 ToB ，那便是云原生嘛。所以云原生也是科技职业大盘指数的晴雨表。上一年年末 AWS 等云厂商的财报欠好看，带动科技股整体的大跌，直到 ChatGPT 呈现一转攻势，因此所有互联网公司都感谢它，逆转了市场的预期。
综上，作为一个互联网职业的工程师而言，对互联网基础设施范畴的相关常识，往往是工程师之间，乃至职业判断个人水平的硬通货。对它的了解和实践能有效构建个人的护城河，提高个人职业竞争力。
写文章自身也是一个学习的进程，也请读者能指出文章中的疏忽讹夺之处。假设本文对你有所帮助，欢迎点赞收藏。
