一文读懂DNS和CDN

一.什么是DNS

        DNS（Domain Name System）全称为域名系统，是一个将域名和IP地址相互映射的分布式服务，他的作用就是把一个域名解析成为IP地址。我们平时输入的网址（或者域名）不能被计算机直接识别，必须通过DNS服务器将域名翻译成IP地址，才能进行完整的访问，这个过程就被称作DNS解析，是访问中必不可少的一个部分。

二.DNS的分布式架构

       DNS本身是一个非常优秀的分布式架构。

       位于最顶层的是根域名服务器（Root Name Server）。在2016年的统计数据中，全世界目前有13台IPv4根服务器，25台IPv6根服务器。

        根域名服务器

            根域名服务器存储的是一个目录，如果把所有的DNS请求都集中在少量的根域名服务器中，这个访问流量就会非常巨大，而且一旦发生故障很容易导致大面积瘫痪。而且从用户的体验角度来说，如果所有的DNS请求都走根服务器，不同的用户距离根服务器的距离不同，感受到的延迟也不一样，这样对用户来说不大友好。

            所以，为了避免流量过大，避免地理分布等问题，根域名服务器只是一个目录，并不提供具体的数据。

        域名分级和数据分区

              根服务器会提供相应的目录索引规则。在域名的世界中，通过分级域名的策略建立索引，伴随着域名的分级策略，实际上是域名数据库的拆分。通过域名的分级，可以将数据库划分成一个个区域。

              我们平时用的或者看到的.com .cn .net等，称为顶级域名。比如说www.baidu.com这个网址，com就是顶级域名，baidu是二级域名，www是三级域名。域名的分区是为了建立目录和索引，并对数据存储进行分区。

从上图的结构可以看到，DNS的存储设计是一个树状结构。叶子节点中才存放真是的映射关系，中间节点都是目录，存储分为三层。

    1.顶部第一级是根DNS存储，存储的是顶级域的目录，被称作根DNS服务器；

    2.第二级是顶级域存储， 存储的是二级域的目录，被称作顶级域DNS服务器（Top Level DNS,TLD）；

     3.最后一级是叶子结点，存储的是具体的DNS记录，也被称作权威DNS服务器。

三.DNS查询过程

      1.用户在浏览器中输入要访问的域名；

      2.浏览器向本地DNS查询域名对应的IP地址；

      3.本地DNS向根服务器发起请求；

      4.根服务器向本地服务器返回域名所属的顶级服务器；

      5.顶级服务器将所属域名的权威服务器返回给本地DNS;

      6.本地服务器向权威服务器发起请求，权威服务器将域名对应的IP地址返回给本地服务器；

      7.本地服务器将IP地址返回给用户，完成整个解析过程。

四.什么是CDN

      CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。是一种利用分布式节点技术，在全球部署服务器，即时地将网站，应用视频，音频等静态或者动态资源内容分发到用户所在的最近节点，提高用户访问这些内容的速度和稳定性，降低网络拥塞和延迟，同时也能减轻源站的压力。提升网络或应用的可用性和安全性。

        CDN的基本原理是将源站的内容分发到离用户最近的节点上进行缓存，并通过智能路由，负载均衡等技术来保证用户能够快速，稳定地访问到所需资源。CDN将源站与用户之间的网络距离传输缩短，通过多节点并行传输，降低了网络传输的延迟和带宽的消耗。

五.CDN的回源是如何工作的

       CDN的回源指的是当用户访问某一个URL的时候，若是被解析到的那个CDN节点没有缓存响应的内容或者是缓存的内容已经到期，就会回源站去获取。如果没有人访问，那个CDN节点就不会主动去源站拿的。

        例子：比如源站在xxxx.com中发布静态资源，然后在CDN管理后台配置了这个源站。在使用CDN时，服务方会提供另一个域名，假如叫作ssss.com。然后配置将xxxx.com用CNAME记录指向CDN的智能DNS，如果用户要下载ssss.com/a.jpg，CDN的智能DNS会帮助用户选择一个最优的IP地址（最优的CDN节点），如果在这个CDN节点中没有a.jpg，或者源站内容有更新的时候，CDN就会到xxxx.com源站中去下载，缓存到CDN节点，然后再返回给用户。

       CDN回源有三种情况：1.CDN节点没有对应的资源时主动到源站获取资源；

                                            2.缓存失效的时候，CDN节点主动到源站获取资源；

                                           3.CDN管理后台或者使用开发接口的时候主动刷新就会触发回源。