下面，从用户体验、源站性能与成本以及业务安全这三个方面来看看CDN是如何解决问题的。

第一，用户体验问题

首先，CDN可以为用户提供诸多的就近接入的节点。

阿里云CDN建立了一张覆盖全球六大洲70多个国家的2800多个的节点，全网具备了130Tbps的带宽输出能力，基本上覆盖了国内以及做海外的主要运营商。依托丰富的资源节点覆盖，阿里云CDN能够让用户就近接入同运营商节点，解决跨运营商互联互通、远距离访问时延大等用户体验问题。

其次，提升用户体验的第二点是需要提供精准的调度能力，阿里云CDN在这里是提供了4项关键的优化措施：

1、持续更新的精准IP数据库：IP数据库的作用是在用户的DNS解析请求转发到了CDN调度系统时，调度系统会判断用户的地区和运营商归属，以此来为用户分配就近接入的同运营商CDN节点。为了确保IP数据库的数据处于最新的状态，数据库一直在持续地更新。

2、提供HTTPDNS服务（需要客户端兼容）：采用HTTPDNS这项技术使得用户终端可以绕开运营商的local DNS，直接采用HTTP协议去访问调度系统，请求所需要访问的域名的最优接入节点，这样可以避免DNS劫持所带来的业务安全问题。

3、节点数据分析：CDN调度系统通过链路状态系统去实时地分析整个缓存系统中的所有节点和链路的健康状况，为用户选择最优的接入节点，避免因为接入节点质量不佳而影响到用户访问体验。

4、基于内容调度，提高访问命中率：在大文件下载和视频点播这两个应用场景上经常使用302调度这种基于内容的调度技术，302调度是一种中心调度方案，用户在请求某一个资源的时候，在完成域名DNS解析之后，用户请求将会先访问到中心调度系统上，然后中心调度系统将会解析用户请求需要访问的内容，再通过302重定向的方式为用户分配最佳接入节点。
通过采用以上4项优化措施，能够为用户提供更加精准的调度能力，从而让用户能够接入最佳的CDN节点。

CDN常见的三种调度方案简单对比如下图所示：

这里简单说明下这三种常见的CDN调度方式的优缺点：

（1）DNS调度是最常用和最通用的调度方案，缺点是存在DNS劫持的风险，调度的精确度也会差一些；
（2）302调度非常适合用在大文件下载和视频点播这两个应用场景，优点是可以提高调度的精确度，缺点是将会增加首包的时延（在大文件下载和视频点播场景下对首包时延不太敏感，而对调度精确度要求更高）
（3）HTTPDNS调度的优点是有较高的安全性（可以规避DNS劫持风险）和调度精确度，但是有个很大的缺点，需要客户端提供支持（例如在手机APP上嵌入SDK），通用性较差。

再次，提升用户体验的第三个优化点是对传输链路做智能优化

1、协议优化：通过调整拥塞算法、丢包探测算法等优化措施，对TCP协议栈的性能做了大幅度提升，尤其对弱网环境下的网络性能提升明显；

以下两张带宽利用率对比图，左边是标准TCP传输协议，在建立TCP连接之后，需要通过相对更长的时间去提升带宽利用率，一旦碰到丢包情况，带宽利用率会快速下跌，并且需要经历慢速爬坡阶段才能够逐步提升带宽利用率，尤其在弱网环境下，使用标准TCP协议的情况下，带宽利用率的下降会非常的严重。右侧是阿里云优化后的TCP协议，通过快速启动、主动拥塞探测和快速丢包恢复等技术优化措施，能够提供更高的带宽利用率，即使在网络条件相对差一些的情况下，也可以有比较好的优化效果。

2、连接加速：通过修改协议栈的 Handshake Timer 来实现快速重试，以弥补由于丢包导致的重试超时；

3、持久连接：在CDN节点间预先建立好 TCP 连接，并长时间保持不断开，这样在有新连接过来的时候就可以直接复用，减少TCP握手时延。

第二，源站性能、成本压力问题

通过提高缓存系统的效率帮助客户降低源站的性能和成本压力，主要包括六个方面的技术措施：

1、分布式部署：确保用户能够就近访问同运营商的节点，以此来提高访问速度，解决跨运营商访问慢、长距离回源时延高等问题；

2、多级缓存架构：多级缓存架构中的每一级都能够用来缓存用户请求的资源，多级回源收敛之后可以极大地降低回源流量；

3、内容预取：通过内容预取技术提前把源站的内容预取到CDN节点上，减少回源量和提高缓存命中率；

4、合并回源：配置若干个域名的回源请求与某一个域名（业务相同的情况下）相合并，以减少重复回源的流量；

5、去参数缓存：设置hashkey（缓存key）时，配置去掉资源URL后面的参数，以不带参数的URI作为缓存key，以提高缓存命中率；

6、流量控制：提供精细化的流量控制能力，支持单请求流控和全网流控，支持边缘流控和回源流控，能够有效降低客户成本。

下图中标记的序号代表了以上6个技术措施在CDN缓存系统上的作用位置：

这些技术措施综合起来可以帮助客户去有效地减少回源带宽、提升缓存命中率，从而降低源站的带宽压力、降低源站的带宽成本。

第三，业务安全风险问题

阿里云CDN通过可靠的安全防护措施，去帮助用户规避业务上的安全风险。

1、防盗链：可以选择使用Referer、UA、URL、IP等通用鉴权方式，也可以用EdgeScript来定制鉴权规则，支持边缘鉴权和中心鉴权，通过严格校验用户的资源访问请求来防止源站资源被盗用；

2、DNS防劫持：HTTPDNS技术使用HTTP协议访问阿里云的服务端，获得域名解析结果，可以绕过运营商的Local DNS，避免域名DNS劫持；

3、HTTPS传输加密：支持采用TLS协议来加密HTTP协议内容，防止明文数据暴露在互联网上，并且可以设置TLSv1.3、HSTS等高级功能。

最后，我们再整体回顾一下，阿里云CDN在大文件下载和视频点播这两大应用场景下提供了哪些的核心能力：

1、丰富的资源节点：能够为用户提供就近接入的同运营商CDN节点，解决长距离接入和跨运营商访问带来的延迟高和速度慢的问题

2、精准的调度系统：能够实时地获取CDN节点的健康状况，并根据用户的所在位置和运营商来分配最合适的接入节点，以便取得最佳接入效果

3、智能的传输链路：通过协议优化、连接优化等措施来降低总体时延、提高传输速度，尤其是提高弱网环境下的传输速度

4、高效的缓存策略：高效的缓存策略能够带来更高的用户命中率（命中就近节点上的缓存资源），从而提供更高的访问速度

5、可靠的安全防护：可靠的安全防护措施能够对用户的资源访问请求做严格的校验和加密，保护用户的资源和业务安全

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