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【转】网络加速原理与方法:静态CDN、动态CDN、全站加速、GAAP、AIA、CLB跨地域部署(一)
2023-07-25 21:35:07 】 浏览:56
Tags:加速原 方法 静态 CDN 动态 全站加 GAAP AIA CLB

一、概念辨析:网络延迟与网络波动

(1) 网络延迟 网络延迟是指各式各样的数据在网络介质中通过网络协议(如TCP/IP)进行传输,如果信息量过大不加以限制,超额的网络流量就会导致设备反应缓慢,造成网络延迟。受限于光速,网络延迟总是有一个下限,是无法超越物理极限的。

(2) 网络波动(丢包率)
网络波动,就是Flipping,一般在广域网才会提到,是由于线路的不稳定,出现时通时断或瞬断的现象。Flipping是会经常出现、不可避免的,这就需要路由协议对这种现象较好地处理,网络设计和调试人员,在设计和设备配置时,也可以采用多种技术,避免这种现象出现,提高网络的容错能力。

二、加速方案

当前网络加速实现方案和加速产品努力的方向都是:

  1. 尽可能把服务器放在离玩家物理距离近的地方
  2. 把长距离公网传输改为稳定的内网传输

方案一:缩短玩家与服务器间的物理距离

产品 服务商
内容分发网络 CDN(静态CDN服务) 腾讯云
海外加速 GCD(腾讯云CDN的海外版) 腾讯云
CDN(静态CDN服务) 阿里云
CloudFront(静态+动态内容加速) AWS

不难看出,静态CDN服务是缩短玩家与服务器间的物理距离的主流方案。

方案二:把长距离公网传输改为稳定的内网传输

产品 服务商
全站加速(静态+动态内容加速) 阿里云
CloudFront (静态+动态内容加速) AWS
GAAP(全球应用加速 ) 腾讯云
IP应用加速(全球应用加速) 阿里云
Anycast公网加速AIA(Anycast) 腾讯云
Global Accelerator(Anycast) AWS

相比于“缩短玩家与服务器间的物理距离”,将长距离公网传输改为稳定的内网传输方案催生下的产品更加多样,大致可以归类为动态内容加速全球应用加速Anycast三种。

三、技术方案

(1) 静态CDN服务

CDN(Content Delivery Network)内容分发网络,将网站内容发布到最接近用户的边缘节点,使网民可就近取得所需内容,有效解决互联网网络拥塞状况,提高网民访问的响应速度和成功率。静态CDN服务以图片、页面、js、css、大文件安装包等静态文件加速为主。主要原理是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的cache服务器内,通过DNS负载均衡的技术,判断用户来源就近访问cache服务器取得所需的内容,解决Internet网络拥塞状况,提高用户访问网站的响应速度,如同提供了多个分布在各地的加速器,以达到快速、可冗余的为多个网站加速的目的。

1)解决由于地域、带宽、运营商接入等问题带来的跨网访问问题
2)结合DNS调度系统,将用户的请求分配至最适合他的节点,提升用户的访问速度
3)中心节点收敛回源,降低回源且提升命中率,减轻源站压力
4)隐藏源站,提供大带宽接入,降低源站被攻击的风险
5)提供存储方案,解决业务线文件存放问题

一般的网站如果服务器在网通,电信用户访问很慢,如果服务器在电信,网通用户访问又很慢,因此国内访问量较高的网站、直播、视频平台,均使用CDN网络加速技术,虽然网站的访问巨大,但无论在什么地方访问都会感觉速度很快。

  • CDN是只对网站的某一个具体的域名加速。如果同一个网站有多个域名,则访客访问加入CDN的域名获得加速效果,访问未加入CDN的域名,或者直接访问IP地址,则无法获得CDN效果。
  • CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持,其中最主要的包括负载均衡技术、动态内容分发与复制技术、缓存技术等。
  • asp,php,jsp等动态技术做成的页面将不被CDN缓存,因此面对即时性要求很高的网页和图片,可以使用动态页面,或者采用一个网站两个域名,一个启用CDN,另外一个域名不用CDN,对即时性要求高的页面和图片放在不用CDN的域名下。

(2) 动态内容加速

所谓的动态内容加速,是指用户在请求一些动态内容时,如网站中的.asp、.jsp、.php和.cgi接口、API接口等,不直接请求源站,而是由基于地理位置的DNS调度,请求最靠近用户的云服务节点,再由云服务节点通过优化过的传输网络(公网,但比普通BGP更优化的链路),转发请求到源站,达到优化和加速的目的。当然这其中有很多其他的传输层面的优化,比如访问链路优化、传输内容压缩合并、智能选路、链路复用等技术。

  • 我们可以看到,静态加速和动态加速,都依赖基于地理位置的DNS服务,这类服务,能够根据用户的地理位置,返回最优的接入IP,我们称之为GeoDNS。这种服务在AWS叫Route 53,其他厂商也能提供类似服务。

(3) 全站加速【动态+静态加速】

当前腾讯、阿里和AWS的都支持动静态内容混合加速,即静态内容直接由边缘节点(静态CDN)返回,动态请求走内网代理转发到源站。AWS更是把动静态加速直接合并为一个服务Amazon CloudFront,统一计费。

CDN 全站加速和CloudFront
资源类型 仅支持静态内容加速 支持静态内容和动态内容同时加速
加速方式 将服务器上的静态内容缓存在CDN节点上供用户就近访问。 静态内容使用CDN加速。动态内容通过智能路由、协议优化等动态加速技术快速访问服务器源站获取。
源站适配 建议对服务器源站的动静态内容进行分离,静态内容使用CDN加速,动态内容不使用CDN。 无需对服务器源站上的资源进行改造,全站加速会智能区分动静态内容并分别加速。

CVM(Cloud Virtual Machine 云虚拟机)是普遍的虚拟云服务器统称云服务器;ECS(Elastic Compute Service 弹性计算服务)是一个计算机集群多台一起虚拟一个环境,架设了一个云系统,云系统可以按需分配CPU内存硬盘等资源。VPS(Virtual Private Server 虚拟专用服务器)是使用一台服务器,虚拟一个环境,并架设虚拟系统。主要区别是VPS的宿服务器如果有硬件或者软件故障,会导致这个宿主机内的VPS主机全部宕机。ECS不会因为单台宿主机故障导致整体或者某台云主机宕机。这里我们可以将ECS理解为vps或站点的服务器。

(4)全球应用加速GAAP

GAAP的本质,是在加速区域入口和源站区域出口,各部署一套转发集群,把长距离公网传输改为自建的内网传输,从而实现加速的效果。

阿里云的IP应用加速类似于腾讯云的全球应用加速 GAAP产品,基于位置的DNS服务支持,按地区返回给用户最近的接入IP,通过GAAP创建的内网加速传输通道把数据转发到服务器。

GAAP有一个特点,就是客户端和服务端,都可以不是腾讯云的机器,只需要离腾讯云的节点足够近即可。这种优势,大大提升了GAAP的应用场景,当然GAAP的费用比普通的公网带宽要贵很多,业务是否选择使用,还需要综合考虑成本因素。GAAP中经过的节点很多,配置较为复杂,

(5)Anycast 公网加速 AIA

`Anycast 公网加速 AIA`是使用了一个叫`Anycast`的技术。

Anycast又叫任播,是指一个发送方同最近的一组接收方之间的通信。当一个单播地址被分配到多于一个的接口上时,发到该接口的报文被网络路由到由路由协议度

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