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[CDN] 1. 什麼是 CDN？ 讓我們的資料在世界各地被快速存取

CDN 是什麼？ 為什麼要使用 CDN？​

在早期 199X 年代，原本是用來作為傳輸靜態內容到各個世界，後來近期，只要有 http traffic，就有可能使用 CDN，也就是內容傳輸網路

有了 CDN，我們可以大大的減少網路內容傳輸的距離，進而大大的減少傳輸時間，顯著的提升效能

CDN
(圖片來源：ByteByteGo)


尤其是在網速很重要的年代，0.1 秒都會帶來極大的產值，大大的增加我們的轉換率

CDN
(圖片來源：ByteByteGo)


Conversion rate (轉化率) 是什麼？

Conversion Rate（轉化率）是一個衡量網站、應用程序或營銷活動效果的指標，通常用於衡量用戶在達到某個目標（例如購買產品、註冊帳戶或填寫表格）方面的表現。換句話說，它描述了從用戶瀏覽網站到實際完成目標操作的過程中的成功比例。

轉化率的計算公式如下：

轉化率（%） =（完成目標操作的用戶數量 / 參與用戶總數）x 100

例如，如果一個電子商務網站有 1,000 名訪客，其中有 50 名訪客購買了產品，那麼轉化率就是：

轉化率（%） =（50 / 1,000）x 100 = 5%

轉化率是一個重要的營銷和用戶體驗指標，通常用來評估廣告投放、網站設計、產品定價等方面的成功程度。通過分析和優化轉化率，企業可以提高收入、降低獲客成本，並提高客戶滿意度。



CDN 分布在全球的每一個點稱作 Pop (Point of Presence)，在每個 Pop 的 server，稱做 Edge server

CDN
CDN
CDN
(圖片來源：ByteByteGo)


訪問我們網站的客戶們，可以快速的從 Edge server 中，取得他們所需要的內容

CDN
(圖片來源：ByteByteGo)


以下是知名的 CDN 供應商：

CDN
(圖片來源：ByteByteGo)

CDN 找尋最近的 Edge server 的技術​

有分以下 2 種：

  • DNS based routing
  • Anycast
CDN
(圖片來源：ByteByteGo)


DNS based routing​

DNS based routing 的每個 Edge server 的 ip address 都不一樣

DNS based routing
(圖片來源：ByteByteGo)


Anycast​

Anycast 的每個 Edge server 的 ip address 都一樣

Anycast
(圖片來源：ByteByteGo)


CDN 額外的好處​

Edge server 作為一個 reverse proxy，可以存取著 大量的 內容緩存 (content cache)

Anycast
(圖片來源：ByteByteGo)

Security - 阻擋 DDOS​

若我們沒有 CDN 的狀況，我們的 Server 就必須接收所有的請求

DDOS
(圖片來源：ByteByteGo)


因為 CDN 有很多的 server，具有大量的 network capactiy，可以抵檔 DDOS

DDOS


尤其是利用 Anycast 建立的 CDN，更能有效地擴散攻擊

DDOS
(圖片來源：ByteByteGo)


Availability​

就算附近的 CDN 壞了，還有許多個 Edge server 可以支援

DDOS
(圖片來源：ByteByteGo)


CDN 的運作流程？​

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231005/201489448YunMnHOoS.jpg

查找 CDN edge server IP address​

  1. Bob 在瀏覽器中輸入 www.myshop.com 瀏覽器在本地 DNS cache 中查找域名。
  2. 如果域名不存在於本地 DNS 緩存中，瀏覽器會去 DNS resolver 解析名稱。DNS resolver 通常位於互聯網服務提供商（ISP）中
  3. DNS 解析器遞迴地解析域名。最終，它會要求 Authoritative name server 解析域名。
  4. 如果我們不使用 CDN，Authoritative name server 會返回 www.myshop.com 的 IP 地址。但使用 CDN 的情況下，Authoritative name server 有一個 CNAME 指向 www.myshop.cdn.com CDN 伺服器的域名）
  5. DNS 解析器要求 Authoritative name server 解析 www.myshop.cdn.com
  6. 授權名稱伺服器返回 CDN 的負載平衡器的域名 www.myshop.lb.com
  7. DNS resolver 要求 CDN Load balancer 解析 www.myshop.lb.com IP 地址、使用者的 ISP、請求的內容和伺服器負載，Load balancer 選擇一個最佳的 CDN edge server
  8. CDN Load balancer 返回 CDN edge server 的 IP 地址，用於 www.myshop.lb.com
  9. 現在我們終於得到了要訪問的實際 IP 地址。DNS 解析器將 IP 地址返回給瀏覽器

CDN edge server 查找內容 & 回傳​

  1. 瀏覽器訪問 CDN 邊緣伺服器以加載內容。CDN 伺服器上緩存了兩類內容：靜態內容和動態內容。前者包含靜態頁面、圖片、視頻；後者包括邊緣計算的結果
  2. 如果邊緣 CDN 伺服器的緩存中沒有該內容，它會向上到區域 CDN 伺服器。如果內容仍未找到，它將向上到中央 CDN 伺服器，甚至到源頭 - 倫敦的網路伺服器。這被稱為 CDN 分佈網路，伺服器是按地理位置部署的

結論​

  • 知道 CDN 可以幫我們 cache server 資源內容，並以最近的距離傳給 user，大大提升效能，提高轉換率
  • 瞭解 CDN 還可以減少 DDOS，並提高 availability，不會輕易讓我們的網站損壞
  • 瞭解 CDN 透過 DNS 和在 Authoritative 上做 DNS record 的設定，以達到 CDN 在最近距離傳送給 user 的目的

參考資源​