路由协议和架构/内容交付网络
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Web 缓存是一种存储最近需要内容（例如 HTTP 资源）的本地副本并充当客户请求的代理服务器的设备
- Web 缓存更靠近用户，而不是 Web 服务器
- 性能：当请求的资源已存在于缓存中时，回复速度更快；
- 带宽：不会加载昂贵的长距离链路（例如跨洋链路）；
- 被动解决方案：如果请求的资源不在缓存中，用户需要等待 Web 缓存从 Web 服务器获取（拉取）它；
- 不透明：用户的 Web 浏览器需要手动配置才能联系该 Web 缓存。
内容交付网络 (CDN) 是一个分布在世界各地的 Web 缓存的叠加网络[1]，它们协同工作以向用户提供更好的体验[2]
- 主动解决方案：Web 服务器在用户请求之前将内容（通常是最受欢迎的内容）复制（推送）到 Web 缓存；
- 透明：用户自动连接到 Web 缓存，无需在其客户端手动配置；
- 性能：即使用户移动，也始终连接到最近的 Web 缓存；
- 负载均衡：用户始终连接到负载最轻的 Web 缓存；
- 可扩展性：将内容部署到多个副本中允许大量请求，而单个 Web 服务器无法单独处理这些请求；
- 条件访问：可以根据用户（例如定向广告）自定义返回的内容。
CDN 非常适合生成大量流量的内容（例如多媒体资源），但并非所有内容都可以缓存
- 动态网页（例如股票市场价格）；
- 自定义内容网页（例如用户帐户）。
CDN 可以通过多种方式部署
- 基于 DNS 的 CDN：根据主机名将流量重定向到最佳副本
- 基于 DNS 的路由：托管提供商需要与 DNS 服务器管理员达成协议；
- Akamai 方法：不需要干预 DNS 服务器；
- 基于 URL 的 CDN：根据完整的 URL 将流量重定向到最佳副本
当主机名被翻译成 IP 地址时，选择最佳副本。DNS 对查询的回复不仅取决于主机名，还取决于源：一个特殊的 DNS 服务器根据尽可能多的指标（RTT、服务器负载、响应时间等）计算一个副本路由表，其中包含类似的条目
{主机名，客户端 IP 地址} → 副本 IP 地址
“修改”的 DNS 服务器中的路由引擎具有标准接口以保证 透明性：用户认为与主机名相对应的 IP 地址是真实 Web 服务器的 IP 地址，而实际上是其中一个副本的 IP 地址。
添加一个新的参与者，托管提供商，构成了网络世界中一个新的商业机会
- 接入提供商：它为用户提供网络接入；
- 骨干提供商：它提供远程连接；
- 托管提供商：它为内容提供商提供 CDN 服务；
- 内容提供商：它提供内容。
- 问题
- 指标：指标测量，尤其是动态指标，并不容易，而仅限于第 3 层指标本身并不具有特别重要的意义；
- DNS 缓存：只有权威服务器知道所有副本，并且可以根据客户端位置选择最佳副本 → 层次结构中的中间 DNS 服务器无法缓存 DNS 回复；
- 粒度：重定向粒度在主机名级别，而不是单个 URL 级别 → 大型网站的内容不能拆分为多个缓存，因此同一个副本将被问及同一个网站中的两个不同页面。
Akamai CDN 利用一种专有的自动算法，在不干预 DNS 服务器的情况下将流量重定向到其副本
- 用户输入带有其正常域名的网页地址（例如http://cnn.com/index.html);
- 内容提供商（例如 CNN）的服务器返回一个网页，其中每个多媒体资源（例如图像）的地址都有一个特殊域名，对应于 Akamai 缓存中的一个特定副本（例如http://a128.g.akamai.net/7/23/cnn.com/a.gif而不是http://cnn.com/a.gif);
- 用户的 Web 浏览器在解析页面时会对新域名执行 DNS 查询，并从最近的副本获取多媒体资源。
包含副本的真实服务器被客户端视为具有相同 IP 地址的单个虚拟服务器。
服务器负载均衡器 (SLB) 将发送到虚拟服务器的流量负载均衡到几个真实服务器之间
- 第 4 层交换：TCP 连接没有被 SLB 终止（不感知内容）
- 其中一个真实服务器回复与客户端的三次握手；
- 属于同一个 TCP 会话的所有 HTTP 查询都必须始终由同一个真实服务器提供服务；
- 负载均衡可以基于源 IP 地址、源 TCP 端口等；
- 第 7 层交换：TCP 连接被 SLB 终止（感知内容），充当代理
- SLB 回复与客户端的三次握手，以便能够捕获稍后请求的 URL；
- 根据 SLB 的决定，每个 HTTP 查询都可以由当前负载最轻的真实服务器提供服务；
- 负载均衡基于完整的 URL。
- 问题
- 加密连接（HTTP）：SLB 需要拥有服务器的私有 SSL 密码密钥，并且需要支持处理传输中数据包的加密/解密的负载；
- 粘性连接：某些应用程序要求来自同一客户端的 TCP 连接被重定向到同一服务器（例如购物车）→ 也应该考虑 cookie；
- 地理分布：所有副本彼此靠近，也靠近 SLB，而 SLB 远离客户端。
内容路由器是根据 URL 将流量路由到最佳副本的路由器
- TCP：一系列内容路由器在其之间终止 TCP 连接 → 引入了太多延迟；
- 内容交付控制协议：URL 由第一个内容路由器提取，并通过特定协议传播。
- 问题
- 有状态: 第一个内容路由器需要终止 TCP 连接才能获取用户查询的 URL；
- 设备复杂性: 解析数据包以获取 URL 很复杂 → 第七层交换机是复杂且昂贵的设备；
- 协议复杂性: 提出的内容交付控制协议非常复杂；
- 隐私: 内容路由器会读取用户查询的所有 URL。