关于后端:百度智能云实战静态文件CDN加速

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导读:互联网进入挪动互联网时代后,产品状态有几次大的演进。最后,H5 站点如雨后春笋般的呈现,大量 H5 站点迅速霸占 PC 市场,中期,为了谋求极致用户体验,大量原生 Android、IOS 利用呈现,为用户提供更好的需要和体验满足,以后,集体验、研发效率、推广效率于一身的超级 APP+ 小程序的模式,变成了人们更青眼的抉择。能够看到,每个时代都有本人的配角,咱们很容易将本人的重心放到配角身上,而疏忽了主角的作用。

最近在公司我的项目研发中,发现不论是 APP 还是小程序中,都有大量能力和需要,是由已经的配角 H5 来承接,H5 的跨平台、迭代效率高、丰盛的技术和人力生态,使它还在继续的发光发热,为互联网做出本人的奉献。然而,在 H5 我的项目研发过程中,发现咱们明显降低了 H5 的要求。咱们将更多的精力投入到需要满足,交互体验上,却疏忽了咱们的根本底线,性能。H5 的一些根本性能优化形式,如 SSR、动态资源减速,在积压的需要背后,也被大家忘记在角落。心愿通过本文的浏览,能给大家提供一个依靠百度智能云和 CDN 技术进行动态文件减速的计划,为 H5 优化做出一名后端 RD 的奉献。

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一、CDN 简介

1.1、CDN 是什么

CDN 的全称是(Content Delivery Network),即内容散发网络,将源站内容散发至遍布全国的减速节点,缩短用户查看内容的提早,进步用户拜访网站的响应速度与网站的可用性,解决网络带宽小、用户访问量大、网点散布不均等问题。

简略的说,CDN 的工作原理就是将您源站的资源缓存到位于寰球各地的 CDN 节点上,用户申请资源时,就近返回节点上缓存的资源,而不须要每个用户的申请都回您的源站获取,防止网络拥塞、缓解源站压力,保障用户拜访资源的速度和体验。

1.2、CDN 工作原理

CDN 次要通过解决以下几个问题来保障资源访问速度和体验:

1、解决服务器端的“第一公里”问题

2、缓解甚至打消了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响

3、加重了各省的进口带宽压力

4、缓解了骨干网的压力

5、优化了网上热点内容的散布

那么,CDN 是如何工作来解决上述问题的呢?上面简略介绍一下 CDN 的减速原理:

如上图所示,CDN 减速具体步骤如下:

1、网站用户申请 Local DNS 查问 my.com 的地址;
2、Local DNS 申请权威 DNS;
3、权威 DNS 返回配置的 CNAME:

my.com.a.bdydns.com;
4、Local DNS 申请 my.com.a.bdydns.com 对应的 IP;
5、Baidu 智能 DNS 依据智能调度返回离用户最近的接入点 IP;
6、LocalDNS 返回 my.com 的 IP 地址并缓存到浏览器;
7、用户向 CDN 节点发动 HTTP/HTTPS 申请,拜访 my.com 的内容;
8、CDN 通过百度智能云减速链路,将申请转发至多线核心节点;
9、核心节点向源站发动回源申请;
10、源站向核心节点返回响应;
11、核心节点、边缘节点将响应返回用户,并缓存响应内容。

以上是用户首次拜访资源的具体步骤,如果之前曾经有其余用户拜访过雷同的资源,则这个具体步骤会简化为:

1、网站用户查问 my.com 的地址;
6、LocalDNS 返回已缓存的 my.com 的 IP 地址;
7、向 CDN 节点发动 HTTP/HTTPS 申请,拜访 my.com 的内容;
11、边缘节点发现缓存数据,响应返回申请返回数据;

通过比照剖析能够发现,CDN 次要针对已拜访过的数据或者动态文件进行减速,可减速的起因次要在以下两个要害节点:

1、步骤 5 智能调度:会通过 CNAME 域名,拜访百度 DNS,依据用户网络和地区解析到最优的接入 IP 节点,并缓存到 LocalDNS 中,缩小用户后续 IP 接入的工夫。因为不是所有的客户都可能做到多地区多网络接入,应用 CDN 能够屏蔽这些多地区多网络部署细节,打消不同运营商、不同地区的网络瓶颈,使客户的动态资源即便只部署在南方联通机房,全国各地各网络的用户也都能够享受到差距不大的访问速度;
2、步骤 11 边缘节点发现缓存数据,响应返回申请返回数据:这里间接将命中缓存的数据返回,防止了回源站点,缩小了源站的带宽压力,大大晋升了资源加载速度。

1.3、名词解释

域名

Domain Name,由一串用点分隔的名字组成的 Internet 上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机的电子方位(有时也指地理位置,天文上的域名,指代有行政自主权的一个中央区域)。域名是一个 IP 地址上有“面具”。一个域名的目标是便于记忆和沟通的一组服务器的地址(网站,电子邮件,FTP 等)。

CNAME

CNAME 全称 Canonical Name,即别名,能够用来把一个域名解析到另一个域名,当 DNS 零碎在查问 CNAME 右面的名称的时候,都会转向 CNAME 右面的名称再进行查问,始终追踪到最初的 PTR 或 A 名称,胜利查问后才会做出回应,否则失败。

CNAME 域名

在百度智能云 CDN 接入减速域名后,零碎给对应域名调配一个”CNAME 域名”,用将减速域名在域名服务提供商处实现 CNAME 配置指向这个 CNAME 域名。配置失效后,域名解析的工作就正式转向百度智能云,该域名所有的申请都将转向百度智能云 CDN 的节点。

CNAME 记录

即:域名解析中的别名记录。用来把一个域名解析到另一个域名,再由另一个域名提供 IP 地址。CNAME 记录容许您将多个名字映射到同一台服务器。例如,您有一台服务器名为“host.mydomain.com”(A 记录),您心愿用它同时提供 WWW 和 MAIL 服务。那么您能够在您的 DNS 解析服务商为该服务器设置两个别名(CNAME):WWW 和 MAIL,将这两个别名的全称‍‍“www.mydomain.com”和“mail.mydomain.com”都指向“host.mydomain.com”。‍‍增加该 CNAME 后,所有拜访这两个 CNAME 的申请都会被转到 host.mydomain.com。

DNS

Domain Name System,域名零碎,因特网上作为域名和 IP 地址互相映射的一个分布式数据库,可能使用户更不便的拜访互联网,而不必去记住可能被机器间接读取的 IP 数串。通过主机名失去该主机名对应的 IP 地址的过程叫做域名解析(或主机名解析)。

边缘节点

是百度智能云 CDN 用于缓存客户源站内容以便疾速响应不同地区用户申请的网络节点。边缘节点指网络结构中凑近用户的网络节点,对接入用户有绝对于源站而言更好的响应能力和连贯速度。CDN 边缘节点将访问量较大的内容缓存到边缘节点的服务器上,以此来进步网终端用户拜访网站内容的速度和品质。

动态内容

指用户屡次拜访某一资源,不同申请中拜访到的数据都是雷同的内容。例如:html、css 和 js 文件、图片、视频、软件安装包、apk 文件、压缩包文件等。

动静内容

指用户屡次拜访某一资源,响应返回的数据是不雷同的内容。

例如:API 接口、.jsp、.asp、.php、.perl 和 .cgi 文件等。

回源 HOST

即回源域名,CDN 节点在回源时,在源站拜访的站点域名,详情请参见回源配置。当服务器源站存在多个不同站点时,CDN 将依据您的回源 HOST 域名,决定 CDN 将从哪一个站点中获取资源。

源站

源站指用户运行业务的网站服务器,是 CDN 减速散发数据的起源。百度智能云 CDN 的源站能够抉择自有源站或对象存储(BOS)。

注:以上内容局部摘抄自百度智能云 CDN 产品介绍。

详见:百度智能云 CDN(https://cloud.baidu.com/doc/C…)

二、我的项目背景

我的项目来源于百度旗下汽车信息与服务平台:有驾,指标是优化有驾产品全矩阵内 H5 产品加载速度,给用户更好的浏览体验。

有驾 H5 服务于有驾 M 站(https://m.yoojia.com),有驾经营流动,有驾 APP 和有驾小程序内的 H5 产品,利用十分宽泛。自从有驾成立以来,始终处于业务高速倒退阶段,短时间内实现了小程序、APP、M 站、PC 站全矩阵产品的研发上线。初期为了业务逻辑复用、麻利开发和疾速上线,后端代码和前端没有做很好的业务隔离,接口逻辑与模板逻辑、动态文件同机部署。20 年年中,随着业务越来越简单,咱们逐步对后端体系架构进行了优化降级,应用 BFF、微服务、DDD 的思维,对后端大单体利用进行更正当的分层。目前咱们将整个架构拆解为接入层、BFF 层、微服务层和基础设施层,实现业务形象的同时,很好的实现了前后端的隔离。

在对整个架构进行正当划分后,在性能方向,能够更好的进行分工,FE 同学负责展现层面的性能优化,RD 同学负责接口性能优化,原本分工明确,且效果显著。然而,在整顿动态文件的优化计划时,发现分工不是很明确,不晓得应该谁来负责。笔者作为我的项目负责人,利用空余工夫,在 FE 配合下实现了动态文件的 CDN 减速工作,收益显著,过程中遇到一些问题,心愿记录下来,分享给有需要的同学,助力大家在成为全栈工程师的路上越走越好。

三、问题剖析

有驾业务大量依赖 H5 能力,H5 的速度体验逐步成为影响用户体验的一大外围问题。动态文件次要包含 css、js、字体等,每个页面加载都会申请大量的动态文件,所以在咱们曾经应用了一些技术手段去优化渲染能力后,动态文件的加载成了咱们的一个可能的优化点。动态文件上 CDN 减速,是一个业界比较简单和宽泛的优化伎俩,因而,心愿对动态文件进行 CDN 减速,利用 CDN 能力,晋升动态文件访问速度,同时在 CDN 进行数据的 gzip 压缩,进一步晋升加载速度。

笔者作为后端同学,理解到的动态文件 CDN 减速形式有两种:

1)CDN 回源减速:动态文件和接口文件都能够进行缓存。

  • 用户动态文件的域名改为 CDN 域名,申请动态文件时会申请到 CDN 节点
  • CDN 节点查看本身节点有没有该内容的缓存(能够是 uri 粒度,也能够是 url 粒度,实践上接口数据也能够被缓存)
  • 如果 CDN 节点有该内容的缓存且没有过期,则间接返回给用户,完结
  • 如果 CDN 节点没有该内容的缓存或者缓存过期,则申请回源的源站地址拉取内容,如果返回的 http 状态码合乎约定(能够是只缓存 200,也能够指定 301,302 也缓存),则 CDN 将内容进行缓存,否则不缓存
  • 不管回源申请后果如何,都会将回源后果返回给用户,完结(这里区别只是回源后何时对数据进行缓存)

2)对象存储服务 (https://cloud.baidu.com/produ…) 部署减速:

只能缓存动态文件,无奈缓存接口数据。

  • 动态文件在代码上线环节,不仅仅要部署到模板服务器,还须要通过脚本推送到远端的对象存储服务中
  • 动态文件间接应用对象存储服务器提供的 CDN 域名拜访(CDN 到对象存储服务器应该也属于回源减速)

集体了解,两种形式的实用场景如下:

1)CDN 回源减速:实用于部署时可离开部署,先上动态文件,再上模板文件的场景,否则会有线上流量损失。

2)对象存储服务 (https://cloud.baidu.com/produ…) 部署减速:

实践上实用于所有场景,然而须要额定开发上传脚本,并要保障脚本的可靠性和文件的存在性。

四、操作步骤

本次有驾动态文件减速我的项目,抉择了更低成本的 CDN 回源减速的计划,具体操作步骤如下:

1)自行申请用于减速的 CDN 域名;

2)将申请的域名绑定到百度私有云提供的 CNAME 域名上,可参考百度智能云 CDN 接入指引(https://cloud.baidu.com/doc/C…);

3)将申请的域名的回源地址配置到对应的回源域名,使动态文件拜访时能够主动回源和缓存;

4)FE 须要在模板中,将所有动态文件域名替换成新申请的域名;

5)设置 CDN 缓存工夫,依据本人的需要设置即可,可参考百度智能云 CDN 接入指引 (https://cloud.baidu.com/doc/C…) 中对于缓存设置的介绍;

6)须要设置 CDN 域名的跨域白名单,容许域名跨域,比方有驾,咱们须要在 yoojia.com 域和 baidu.com 域拜访 CDN 域名,则须要把 http://yoojia.com, https://yoojia.com, http://baidu.com, https://baidu.com 域名设置为可跨域拜访;

7)针对 CDN 流量,须要加一个起源标记,辅助接入层实现流量辨认性能,针对 CDN 流量不进行 redirect(次要起因是为了简略起见,初期在接入层做了整站的 301 跳转适配 PC 拜访 M 站,M 站拜访 PC 的状况,后续这个能力更精细化管制,改到了路由层实现,这个标记能够不必了,然而能够作为一种非凡状况下的解决方案);

8)全站性能回归验证。

五、操作详解

上面是百度智能云 CDN 操作过程的一些关键步骤,供大家参考(PS:CDN 配置,不懂的肯定搞清楚再配置,否则就是用默认配置,本文中未提及的局部最好不批改,如有需要具体浏览相干配置文档或者征询客服,确认后再批改)

5.1、域名申请

自行申请域名即可

5.2、CNAME 域名绑定

参考百度智能云 CDN 接入域名:

(https://cloud.baidu.com/doc/C…)

5.3、CDN 域名配置

1)配置回源地址,如下图:

2)设置本人的缓存失效工夫

3)减少 http 头,这里减少了 cdnfrom:xxx,接入层和后端能够通过这个标记识别 cdn 流量,做相应操作。

4)在访问控制 tab 下,为 baidu.com 和 yoojia.com 域名减少跨域白名单(如果须要线下验证,也能够给线下机器加白名单)

5)批改接入层 redirect 逻辑,针对 cdn 来的流量,不要 301 跳转

5.4、线下 & 线上验证

批改动态文件域名,并实现验证,必要时候能够提测进行全功能回归测试。

六、注意事项

本节很重要,肯定要认真读一下

1)CDN 回源减速:

  • 实用于部署时可离开部署,先上动态文件,再上模板文件的场景,否则会有线上流量损失
  • 针对动态文件,要尊重文件的客观存在性,不存在的文件,http code 肯定返回 404,不能做兜底逻辑,路由到其余非 404 的页面(比方对立定位到一个 404 谬误页面,然而 http code 是 200)
  • 不能对动态文件有任何模式的适配跳转,否则可能会导致 CDN 缓存谬误的数据

PS:一句话概括,就是肯定要保障 CDN 缓存的数据是正确的数据,如果有可能缓存到谬误的数据,那就不应该采纳计划一,或者应该批改后端保障 CDN 缓存的正确性(本文中就做了大量的工作来解决这一问题)

2)动态文件间接部署 CDN 减速:

  • 肯定要保障在上模板前,对应的动态文件曾经胜利推送到远端的对象存储服务器

七、收益总结

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