CDN 的原理是什么？

详细解析#

访问流程#

用户请求 https://static.example.com/app.3f9a1c.js
  │
  ├─ 1. DNS 解析 static.example.com
  │     权威 DNS 返回 CNAME：static.example.com.cdn.example.net（CDN 厂商分配的域名）
  │
  ├─ 2. 继续解析这个 CNAME，由 CDN 的调度系统（智能 DNS / GSLB）应答
  │     综合用户位置、运营商、节点负载和健康状况，返回最合适的边缘节点 IP
  │
  ├─ 3. 浏览器向这个边缘节点发起请求
  │
  └─ 4. 边缘节点查缓存
        ├─ 命中且未过期 → 直接返回
        └─ 未命中或已过期 → 回源（可能先经过中间层节点）→ 拿到内容，按规则缓存后返回

DNS 的解析过程见 DNS 解析。除了 DNS 调度，有的 CDN 还会结合 Anycast：多个节点对外宣告同一个 IP，由网络路由把用户送到最近的节点。

缓存规则#

• 默认通常遵循源站返回的 Cache-Control 等响应头（见 HTTP 缓存）。s-maxage 只对 CDN 这类共享缓存生效，并且优先于 max-age，可以让 CDN 和浏览器缓存不同的时长；private、no-store 的响应不应该被 CDN 缓存
• 也可以在 CDN 控制台按路径或文件后缀配置缓存时间，它和源站响应头哪个优先，取决于厂商和具体配置
• 缓存键决定哪些请求共用同一份缓存，一般由域名和路径组成，查询参数是否计入可以配置：
  • 计入参数：utm_source 这类无关参数、随机时间戳都会生成新的缓存，命中率下降，回源增多
  • 忽略参数：命中率高，但如果参数会影响返回内容（比如图片处理参数 ?w=200），就会返回错误的内容

内容更新：刷新和预热#

刷新是异步的，全网生效需要一段时间，通常还有次数或频率限制；大范围刷新后，请求会集中回源，要关注源站的压力。

最佳实践：hash 文件名 + 长期缓存#

• JS、CSS、图片等静态资源的文件名带上内容 hash（如 app.3f9a1c.js），设置长期缓存：Cache-Control: max-age=31536000, immutable
• 发布新版本时内容变了，文件名跟着变，CDN 和浏览器会把它当作新资源来请求，自然绕过了旧缓存，不需要刷新
• HTML 是入口，不缓存或只短时间缓存，保证用户能拿到引用新文件名的 HTML
• 发布时先上传新的静态资源，再更新 HTML；旧版本的资源保留一段时间，避免还停留在旧页面的用户加载旧文件失败

其他能力#

• HTTPS：在 CDN 上托管证书，用户和边缘节点之间走 HTTPS
• 防盗链：校验 Referer 白名单，但 Referer 可能为空，也可能被伪造，只能挡住普通的盗链；更严格的是 URL 签名鉴权，URL 里带上过期时间和用密钥算出的签名，CDN 校验通过才返回
• 安全防护：大量节点分散承接流量，提供 DDoS 防护，也能隐藏源站 IP
• 动态加速：接口这类动态内容不能缓存，CDN 通过智能选路找到更快的回源路径，降低跨地区、跨运营商访问的延迟

常见问题#

• 发布后用户拿到旧资源：见下面的追问
• 大量请求未命中缓存，回源压力过大：常见原因有缓存时间太短、缓存键里带了随机参数、大范围刷新、源站返回了不允许缓存的响应头。处理办法：合理设置缓存时间，忽略无关参数，提前预热，利用中间层节点收敛回源请求，源站做好限流

面试官可能追问#

易错点#

• CDN 不只是"缓存静态文件"，就近调度同样是核心；动态接口也能用 CDN 加速，只是不缓存，只优化链路
• DNS 调度时，调度系统看到的通常是本地 DNS 服务器的 IP，而不是用户的 IP。用户用了异地的公共 DNS 时，可能被调度到不合适的节点；EDNS Client Subnet（ECS）可以把用户的网段告诉权威 DNS，缓解这个问题