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互联网行业里有一个著名的“4秒法则”就是当用户点击网站发起访问时如果超过4秒网页内容没有呈现出来30%的用户会不断刷新或选择不再等待直接关闭页面这样严重影响了用户体验。随着现在应用场景越来越多样、系统功能越来越复杂、需要呈现的内容多元化不单是以前文本、图片、音视频、流媒体还有实时的微博、增强现实等更新的动态内容网络越来越复杂用户体验要求越来越高等也在推动技术的发展由早期的镜像技术演进到CDN技术进行网络加速提升用户访问体验。
1.CDN是什么
CDN全称内容分发网络Content Delivery Network是在现有网络中增加一层新的网络架构主要解决由于长距离数据传输导致的网络访问速度慢的问题通过将用户需要的内容放置在靠近用户最近的位置使用用户可以就近访问需要的内容提高用户访问的响应速度。
CDN的基本原理是在各个区域放置缓存服务器通过全局调度及内容分发功能将用户需要的内容分发到缓存服务器用户的内容请求解析权交给CDN的调度系统然后将用户请求调度到性能最佳最靠近用户的CDN节点上由CDN节点缓存服务器为用户请求提供服务。
2.CDN解决什么问题
CDN诞生之初主要是为了解决网站内容访问速度、时延和抖动问题结合CDN实际的效果总结如下
缓解源站服务器访问压力解决服务器端的“第一千米”问题。
提升用户的访问质量和体验降低时延提高网站访问速度。
解决不同电信运营商之间互联互通问题造成的影响。
提升网站服务的可靠性解决流量激增、网络故障、网站故障等问题。
提高源站服务端的安全性有效防止黑客找出源站进行攻击。
3.CDN的工作过程
CDN的基本工作过程包括内容注入、用户请求调度、内容分发及内容服务这4个步骤具体如下
内容接入
内容接入是CDN能为用户提供服务的第一步就是把内容从源站接入CDN的过程包括存储接入方式、内容预注入方式、实时回源方式。前两种方式都是将源站内容提前接入CDN缓存服务器中区别是前者默认是永久删除需要手动删除后者是设定规则进行智能删除。第三种方式是内容发布前不接入内容当用户访问时CDN实时从源站拉取内容。
用户请求调度
CDN用户请求调度主要包括全局调度和本地调度全局调度主要目的是根据用户所在地理位置不同通过分析各个CDN节点将用户请求转移到整个网络中离用户最近的节点。全局调度方式主要有基于DNS调度方式和基于应用层重定向调度两种方式。本地调度主要根据负载均衡算法比如最小连接数服务器健康度、轮询等算法选择最合适的CDN节点服务器给用户提供服务。
内容分发
内容分发有Push、Pull及混合分发这3种方式Push就是将内容从源站主动分发到各边缘的CDN节点分发的协议可以采用HTTP、HTTPS、FTP、SFTP等可以加入一些智能的分发策略。Pull是一种被动的方式主要是CDN节点没有内容时用户请求时就需要CDN节点从源站实时拉取内容。混合分发就是根据实际情况使用两种结合的方式。
内容服务
内容服务根据用户访问的内容可分为静态内容服务、动态内容服务等静态内容主要是指HTML文件、文本、动画、图片、视频等这些文件更新频率低热点内容集中可以提前从源站分发到CDN节点。动态内容主要是微博、微信等社交网络的个性化实时内容这些内容都是实时产生的就需要用户请求CDN时间CDN实时从源站拉取内容CDN就通过降低传输时延和避免数据传输失败来实现动态内容加速。
4.CDN和网络安全的关系
内容分发网络CDN和网络安全之间有密切的关系因为CDN可以在提高性能的同时提供一些网络安全方面的好处。以下是CDN和网络安全之间的关系
分布式防御CDN分布在全球各地的服务器上可以通过在不同地理位置部署内容来提供分布式防御。这使得在网络攻击时能够分散流量减轻服务器的负担提高对抗分布式拒绝服务DDoS攻击的能力。
缓存和减轻源服务器负担CDN通过将内容缓存在其全球服务器上可以减轻源服务器的负担。这有助于防止源服务器因大量请求而崩溃也能够防范一些恶意攻击因为攻击者直接攻击CDN可能会更为困难。
SSL/TLS终端CDN通常提供SSL/TLS终端通过将网站的加密流量直接终结在CDN上可以帮助防范一些网络攻击包括中间人攻击和SSL剥离攻击。
安全过滤和阻断CDN提供了一些安全过滤和阻断功能可以检测和防范一些常见的网络攻击如SQL注入、跨站脚本攻击等。这些安全功能有助于提高网站的整体安全性。
访问控制和身份验证通过CDN可以实现对用户的访问控制和身份验证以确保只有授权用户能够访问特定的内容。这有助于防范未经授权的访问和恶意活动。
快速更新和修补CDN允许快速部署更新和修补这在发现新的安全漏洞时尤为重要。通过在CDN上进行更新可以迅速推送修复提高网站的安全性。
5.如何识别源站IP
通过站长之家Ping检测及其它检测工具进行检测是否存在CDN节点。
通过子域名挖掘、DNS历史解析记录、SSL证书、国外不同地区DNS解析、网络资产搜索引擎、威胁情报、网站邮件头信息、CDN配置不当等方面进行源站真实IP挖掘。
总结
网络安全工程师必须深入了解内容分发网络CDN的原理以更有效地掌握黑客攻击的路径和方法。CDN通过将网站内容分发到全球多个节点实现全球范围的负载均衡和内容缓存。这使得黑客难以通过直接攻击源服务器获取敏感信息因为攻击流量被分散在多个节点上。由于CDN在全球范围内分布它提供了分布式防御有效抵御分布式拒绝服务DDoS攻击。此外CDN的安全过滤和阻断功能能够检测和防范常见的网络攻击如SQL注入、XSS和跨站脚本攻击。通过对CDN原理的深刻理解有助于网络安全工程师更全面地评估和强化系统安全提高对抗潜在威胁的能力。
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