互聯(lián)網(wǎng)帶來的快捷與便利，已在人們生活的方方面面產(chǎn)生影響。足不出戶即可買買買、千里之外也可視頻見面……而近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，以及視頻、直播等移動應(yīng)用崛起，互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模與日俱增。
據(jù)《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》數(shù)據(jù)顯示，截至 2021 年 12 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到 10.32 億，較 2020 年 12 月新增網(wǎng)民 4296 萬，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá) 73.0%，較 2020 年 12 月提升 2.6 個百分點(diǎn)。
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龐大用戶群帶來的用戶體驗(yàn)壓力也讓互聯(lián)網(wǎng)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，特別是在元宇宙高速發(fā)展的當(dāng)下，保證互聯(lián)網(wǎng)訪問體驗(yàn)的重要性更進(jìn)一步凸顯。因此，CDN技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)底層基礎(chǔ)已成為保障元宇宙新交互形式流暢體驗(yàn)的關(guān)鍵要素。
什么是CDN？
CDN技術(shù)對互聯(lián)網(wǎng)訪問體驗(yàn)的重要性毋庸置疑，那為什么CDN技術(shù)會成為構(gòu)建元宇宙基座必不可少的呢？我們首先需要知道什么是CDN？
CDN的全稱是 Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。是指利用分布在不同區(qū)域的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器群組成流量分配管理網(wǎng)絡(luò)平臺，為用戶提供內(nèi)容的分散存儲和高速緩存。
其原理是在用戶訪問相對集中的地區(qū)或網(wǎng)絡(luò)中部署緩存服務(wù)器，當(dāng)用戶訪問網(wǎng)站時，通過全局負(fù)載技術(shù)，將用戶的訪問指向距離最近的緩存服務(wù)器上，由緩存服務(wù)器為用戶提供內(nèi)容服務(wù)，解決網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問的響應(yīng)速度。
舉個更通俗易懂的例子：某地有一條小河，小河邊上有兩個村莊，距離小河近的村莊為村莊A，距離遠(yuǎn)的村莊為村莊B。村莊B為了解決去小河取水路程遠(yuǎn)的問題，在村莊B旁邊建立一個水庫，并引流小河里的水，這樣每次只要到水庫中取水即可，有效縮短了取水路程。
這個例子中的小河就相當(dāng)于網(wǎng)站的源服務(wù)器，村莊A和村莊B相當(dāng)處在不同位置的終端，水庫便相當(dāng)于CDN節(jié)點(diǎn)。通過水庫（CDN節(jié)點(diǎn)）的加入，讓村莊B（距離遠(yuǎn)的終端）也可有同樣短距離的取水路程（網(wǎng)絡(luò)傳輸距離），來獲取小河（源服務(wù)器）中的水（網(wǎng)站資源）。
CDN的核心技術(shù)
那CDN是如何優(yōu)化“取水路徑”的呢？實(shí)現(xiàn)起來要依賴哪些關(guān)鍵技術(shù)呢？
1、負(fù)載均衡技術(shù)
負(fù)載均衡技術(shù)是CDN實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速的核心，其包括網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和服務(wù)器負(fù)載均衡。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡就是將網(wǎng)絡(luò)上的流量盡可能均勻的分配到幾個能完成相同任務(wù)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，以此來提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能，避免部分服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過載。
而服務(wù)器負(fù)載均衡是指能夠在性能不同的服務(wù)器之間進(jìn)行任務(wù)分配，既能保證性能差的服務(wù)器不成為系統(tǒng)的瓶頸，又能保證性能高的服務(wù)器的資源得到充分利用。通過使用多站點(diǎn)內(nèi)容和服務(wù)，不僅可以提高容錯性和可用性，還可以防止網(wǎng)絡(luò)中斷等意外導(dǎo)致的故障。
目前，服務(wù)器負(fù)載均衡在CDN技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，且其性能高低直接關(guān)乎整個CDN的性能。
2.內(nèi)容分發(fā)技術(shù)
網(wǎng)站的響應(yīng)速度不僅取決于網(wǎng)絡(luò)的帶寬、路由、服務(wù)器，還與訪問終端與服務(wù)器間的距離有關(guān)，長距離的網(wǎng)絡(luò)通信，勢必會增加網(wǎng)絡(luò)的延遲。
而利用內(nèi)容分發(fā)，將網(wǎng)站內(nèi)容分發(fā)到 CDN 節(jié)點(diǎn)上，便可有效降低延遲。內(nèi)容分發(fā)在實(shí)現(xiàn)上，還分為 PUSH 和PULL 兩種。PUSH 為主動分發(fā)，通常由內(nèi)容管理系統(tǒng)將內(nèi)容從源分發(fā)到各 CDN 節(jié)點(diǎn)中。PULL 為被動分發(fā)，通常由用戶請求驅(qū)動。
CDN在實(shí)際應(yīng)用時候，PUSH和PULL兩種分發(fā)方式一般都會支持。但是根據(jù)內(nèi)容的類型和業(yè)務(wù)模式的不同，內(nèi)容的分發(fā)方式也會有所不同。通常，PUSH的分發(fā)方式適合內(nèi)容訪問比較集中的情況，如熱點(diǎn)的影視流媒體內(nèi)容，而PULL的分發(fā)方式則比較適合內(nèi)容訪問分散的情況。
3.緩存技術(shù)
在 CDN 中，另一種提升網(wǎng)絡(luò)訪問速度的技術(shù)便是緩存技術(shù)，如代理緩存服務(wù)、透明代理緩存服務(wù)、使用重定向服務(wù)的透明代理緩存服務(wù)等。通過 Web 緩存服務(wù)，用戶訪問網(wǎng)頁時可以將廣域網(wǎng)的流量降至最低。且用戶可以將內(nèi)容存儲在他們的ISP的緩存器中，會進(jìn)一步提高訪問速度。
CDN 還有哪些優(yōu)勢？
CDN 除了可以有效的提升網(wǎng)站訪問速度外，還有諸多如下特點(diǎn)：
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優(yōu)化帶寬使用：用戶可從節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，減少遠(yuǎn)程骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬使用需求。
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降低源服務(wù)器壓力：用戶從不同緩存服務(wù)器上獲取內(nèi)容，有效降低了源服務(wù)器的流量負(fù)載壓力。
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跨運(yùn)營商加速：利用不同線路的緩存服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)跨運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)加速。
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提升安全性：訪問緩存服務(wù)器時，源服務(wù)器真實(shí)IP被隱藏，降低被攻擊風(fēng)險。
基于以上所闡述的特性和優(yōu)勢，在視頻、直播等流媒體興起的當(dāng)下，面對流量與用戶體驗(yàn)的雙重壓力，CDN 技術(shù)不僅是提升網(wǎng)絡(luò)訪問質(zhì)量的有效手段，更是企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效的一劑良藥。對于元宇宙來說，元宇宙的六大特性雖然都需要網(wǎng)絡(luò)這一基礎(chǔ)，但是其中的實(shí)時性保證卻離不開 CDN 技術(shù)，因此說，CDN 技術(shù)在構(gòu)建元宇宙基座中必不可少。