CDN

CDN 即内容分发网络（Content Delivery Network）的简称，是建立在承载网基础上的虚拟分布式网络，能够将源站内容（包括各类动静态资源）智能缓存到全球各节点服务器上。这样不仅方便了用户就近获取内容，提高了资源的访问速度，也分担了源站压力。

CNAME、A 记录、NS 记录

DNS ( Domain Name System，域名系统)提供了将域名转换为 IP 地址的服务。为了完成这个转化工作，DNS 的数据库中需要维护相关的数据，这些数据被叫做 RR（Resource Record，资源记录）。资源记录有很多种类型，比如 A、NS、SOA、CNAME 和 PTR 记录。

大家接触最多的就是 A（Address）记录。A 记录是一条从域名到 IP 地址的映射记录。而 CNAME（Canonical Name）记录是一条从域名到域名的映射记录。它在 CDN 技术中有举足轻重的作用，很好地实现了业务域名与 CDN 系统域名的解耦。简单理解，如果一个域名配置了 A 记录，DNS 就会把它解析成 A 记录指定的 IP 地址；如果一个域名配置了 CNAME 记录，DNS 就会把它解析成 CNAME 记录指定的另外一个域名；A 记录和 CNAME 记录是互斥的，不能同时存在。

NS （Name Server）记录是和 DNS 服务器相关的一条记录，它指定该域名应该由哪一台 DNS 服务器进行解析。一般把通过 NS 记录指定的 DNS 服务器叫做该域名的权威 DNS 服务器。

加速域名

加速域名指需要使用 CDN 加速的域名。加速域名也是一个域名。加速域名一般配置 CNAME 记录，指向 CDN 网络节点。普通域名一般配置 A 记录，指向提供服务的业务服务器。

源站

提供原始资源（使用 CDN 加速的资源）的业务服务器，可以指定为域名或 IP 地址。

回溯

CDN 节点未缓存资源，或者缓存资源已过期时，回到源站获取资源，返回给客户端。

工作原理

假设我建立了一个网站，域名为 www.tt.com，用户访问的主页链接为 www.tt.com/idx.html。为了缓解服务端压力和加快访问速度，决定使用阿里云 CDN 服务。 为了更好地理解工作原理，先了解一下 CDN 的接入流程。

接入流程

主要接入步骤如下：

  1. 到某域名供应商处申请一个加速域名：js.tt.com。
  2. 到阿里云 CDN 平台添加加速域名 js.tt.com，同时设置其源站域名为 www.tt.com。
  3. 阿里云 CDN 平台自动分配一个 CNAME 域名：js.tt.com.ali.com。
  4. 到域名供应商处给加速域名 js.tt.com 添加 CNAME 记录，其值为上一步得到的 CNAME 域名：js.tt.com.ali.com。

对以上步骤做进一步说明：

  • 为了使用 CDN，必需另外再申请一个加速域名，作为使用 CDN 的入口。
  • 加速域名配置的是 CNAME 记录，值为 CDN 平台提供的 CNAME 域名，该 CNAME 域名指向 CDN 系统节点。
  • 添加加速域名时需要配置源站域名，据此，CDN 平台保存了加速域名与源站域名的映射关系。
  • CNAME 域名的格式一般是：<加速域名> + <供应商主域名>。

CDN 系统架构

从功能上看，典型的 CDN 系统由分发服务系统、负载均衡系统和运营管理系统组成。分发服务系统主要负责资源的响应、缓存和同步。负载均衡系统主要负责对用户请求进行调度。运营管理系统则负责运营需求管理和网络系统管理。

从节点分布上看，CDN 系统主要分为 边缘层 和 中心层。边缘层分布在 CDN 网络的边缘位置，给用户提供就近访问服务。中心层则负责完成资源同步和运营管理等功能。中心层保存了加速域名的相关配置信息，比如源站域名，也缓存了加速域名下的各种资源。在边缘层节点未命中缓存时，需要向中心层节点发起请求；而中心层节点未能命中缓存时，需要查找对应的源站域名，并向该源站域名发起请求。然后再逐层返回并缓存用户请求的资源。

访问流程

用户 A 的第一次访问流程如下图所示：

  • 第 1 步访问的是加速域名，而不是源站域名。
  • 第 3 步返回 CNAME 域名。
  • 第 5 步返回 CNAME 域名对应的 IP 地址，指向 CDN 边缘层节点。
  • 第 6 步请求的 URL （或者说 Referer ）仍为 js.tt.com/idx.html。
  • 第 7 步请求中心层节点时，会带上第 6 步的 URL 作为参数。
  • 第 8 步通过查询配置数据得到源站域名，进而向源站发起请求。这里的业务服务器即为 CDN 的源站。简单起见，省略了从 DNS 服务器查询 A 记录的过程。
  • 在整个过程中，URL 的域名会变化，但是 URL 的路径不会变化。

用户 A 第二次访问流程如图 2 所示：

需要进一步说明的是：

  • 由于本地 DNS 客户端拥有了加速域名的解析缓存，就不需要再查询 DNS 服务器了。
  • 由于 CDN 边缘层节点有了对应资源的缓存，就不需要再向上请求资源了。

用户 B 第一次访问流程如图 3 所示：

需要进一步说明的是：

  • 由于用户 A 和用户 B 地域相差比较远，使用不同的边缘层节点，所以边缘层节点没有对应资源的缓存，需要向中心层节点请求资源。
  • 中心层节点拥有该资源的缓存，所以就不需要回源了。

就近访问原理

CDN 系统是如何实现就近访问的呢？

CNAME 域名是 CDN 供应商提供的，CDN 供应商拥有对 CNAME 域名的配置权。CDN 供应商会把 CNAME 域名的 NS 记录设置为自己搭建的 DNS 服务器。这样一来，解析 CNAME 域名的时候就会请求 CDN 供应商搭建的 DNS 服务器。而 CDN 供应商在 DNS 服务器中实现了负载均衡，会返回离用户较近的边缘层节点的 IP 地址。如此便实现了就近访问。 在图 1 中，第 4 步是向阿里云 DNS 服务器查询的，该 DNS 服务器会根据地理位置和健康状态等信息返回多个较近的可用的 CDN 边缘节点的 IP 地址。DNS 客户端会选择其中一个 IP 地址作为解析结果，一般是第一个。

常见考点

面试中考察 CDN 通常不仅涉及“是什么”，更关注为什么用、怎么用、如何影响缓存、安全与可用性等综合能力。

一、CDN 的核心原理

  • 节点分发：将静态资源缓存至多个地理分布的 CDN 节点（边缘节点），用户请求资源时，调度系统将其路由到最近的节点。
  • 缓存机制：首次请求资源由源站响应，CDN 缓存资源；后续请求由边缘节点直接响应。
  • 调度算法：根据 IP 地理位置、网络延迟、健康状态等因素将用户请求分配到最优节点。
  • 内容回源：CDN 节点没有资源时会从源站拉取资源并缓存。

二、面试常见考察方向

1. CDN 的基本作用

  • 降低延迟（就近访问）
  • 减轻源站压力（缓存命中）
  • 提高并发能力（分布式架构）
  • 提升可用性和抗 DDoS 攻击能力

2. CDN 缓存机制

  • CDN 节点缓存是如何更新的？
  • 如何设置资源缓存策略？（HTTP 头：Cache-Control, Expires, ETag, Last-Modified）
  • 如何避免缓存过期或强制刷新资源？
  • 如何区分“热资源”和“冷资源”的缓存策略？

3. 缓存穿透与缓存击穿

  • 缓存穿透：不存在的资源频繁访问如何处理？
  • 缓存击穿：高并发访问一个刚过期的资源时如何缓解？

4. CDN 与源站关系

  • 如何配置 CDN 的回源策略？
  • 如何保证 CDN 与源站内容一致性？
  • 回源带宽控制、防盗链设置？

5. CDN 加速的对象和范围

  • 哪些资源适合走 CDN？（图片、CSS、JS、视频等静态资源）
  • 动态资源能否走 CDN？（边缘计算、动态内容缓存）

6. CDN 安全

  • HTTPS 配置：CDN 是否支持 HTTPS？如何配置证书？
  • 防盗链、防刷、防热链
  • 白名单/黑名单机制

7. CDN 与版本控制

  • 静态资源版本号（hash）对 CDN 缓存策略的影响
  • CDN 缓存失效的最佳实践（文件名变更 vs 控制头失效）

8. CDN 常见问题排查

  • 页面更新但用户看到旧数据？
  • 某地区资源加载异常？可能是 DNS/调度问题？
  • 缓存不生效？如何确认？

三、CDN 相关 HTTP 响应头考点

响应头含义
Cache-Control控制缓存行为（如 max-age=3600）
ETag / If-None-Match协商缓存机制，判断资源是否更新
CDN-Cache-Status判断资源是否命中 CDN 缓存（如 HIT / MISS）
X-Cache一些 CDN 会注入此头用于调试缓存命中情况

四、面试常见问题

  1. CDN 的原理是什么？它解决了哪些问题？
  2. 浏览器请求 CDN 资源时如何定位到最近的节点？
  3. CDN 缓存失效策略有哪些？如何手动刷新？
  4. 如何让资源文件在更新后立即生效？
  5. 使用 CDN 的时候，如何配置静态资源的缓存策略？
  6. CDN 是否可以缓存动态接口？如果要缓存，有哪些方式？
  7. CDN 如何支持 HTTPS？
  8. CDN 缓存命中率下降的可能原因有哪些？
  9. CDN 如何处理多个用户同时请求一个不存在的资源？