关于音视频:CDN边缘JavaScript敏捷交付实践

本文由百度智能云 - 视频云 - 内容散发减速技术架构师——高岩 在百度开发者沙龙线上分享的演讲内容整顿而成。内容从 CDN 利用 Serverless 的意义登程，具体介绍 EdgeJS Serverless 服务。

文 / 高岩
整顿 / 百度开发者核心
视频回放：https://developer.baidu.com/l…

本次分享的主题是：CDN 边缘 JavaScript 麻利交付实际，内容次要分为以下三个方面：

• CDN 利用 Serverless 的意义
• EdgeJS Severless 服务
• 沉迷式 CDN 编程体验

01 CDN 利用 Serverless 的意义

CDN 根本介绍

CDN 含意：
是指一组散布在不同地理位置的服务器，协同工作以提供互联网内容的疾速交付。

CDN 服务已失去一直遍及。现在，大多数 web 流量都通过 CDN 提供服务，简直所有的门户网站、罕用的视频 APP（例如，爱奇艺、抖音）都会用 CDN 架构实现更加疾速的内容散发，让用户更快地看到视频内容，带来更好的用户体验。

这是因为 CDN 容许疾速传输、加载互联网内容所须要的资源。以门户网站为例，咱们须要加载 HTML 页面、JavaScript、文件 css 等资源；而视频网站则须要加载缩略图、视频文件。

CDN 还可帮忙爱护网站免受某些常见的歹意攻打，例如分布式拒绝服务（DDOS）攻打。

应用 CDN 劣势：

1. 缩短网站加载工夫
   通过将内容散发到访问者左近的 CDN 服务器（以及其余优化措施），访问者体验到更快的页面加载工夫。因为访问者更偏向于来到加载迟缓的网站，CDN 能够升高跳出率并减少人们在该网站上停留的工夫。换句话说，网站速度越快，用户停留的工夫越长。
2. 缩小带宽老本
   网站托管的带宽耗费老本是网站的次要费用。通过缓存和其余优化，CDN 可能缩小源服务器必须提供的数据量，从而升高网站所有者的托管老本。
3. 减少内容可用性和冗余
   大流量或硬件故障可能会扰乱失常的网站性能。因为 CDN 具备分布式个性，因而与许多源服务器相比，CDN 能够解决更多流量并更好地接受硬件故障。
4. 改善网站安全性
   CDN 能够通过提供鉴权、平安证书的改良以及其余优化措施来进步安全性。

vCDN 的倒退

早在 2009 年，伯克利曾针对过后衰亡的云计算做过评论，并提出了以下 6 个潜在的长处：

1. （实践上）有限可用的计算资源，可在资源池中实现任意的伸缩。
2. 用户再也不须要承当服务器运维的工作和责任。
3. 服务的按需付费成为可能。
4. 超大型数据中心的应用老本显著升高。
5. 通过可视化资源管理，运维操作的难度大大降低。
6. 分时复用，物理硬件的利用率大大提高。

基于云计算的理念，能够实现一个虚拟化 CDN(vCDN), 即可在专有、裸金属、虚拟化或基于容器的基础设施上运行 CDN。vCDN 作为云上的一个利用，是 CDN 和云紧密结合的产品。其次要性能个性包含：
硬件虚拟化：虚拟化基础架构使软件和硬件性能得以合成，服务器运维大大简化。
低提早：在共享基础设施上运行 CDN 性能，能够更快的调起其余利用，比方能够实时进行图片解决。
弹性伸缩：能够按需应用 CDN，在流量顶峰和低峰，进行主动的弹性扩容和缩容。

然而云计算技术倒退到明天，虚拟化并不能解决所有的问题，
在对性能有特地高要求的场景下，面临的次要难点如下：

• 虚拟机 / 容器，构建业务利用运维老本较高。
• 不能做到按需付费，依然须要独占虚拟机。
• 开发简单，须要很多其它的依赖，在开发业务的过程中，须要数据库、对象存储等框架。须要本人掌控运维和应用状况，开发难度较高。

Serverless 介绍与特点

为了解决上述问题，亚马逊的 AWS 在 2015 年推出了 lambda 服务，提出了 Cloud Function 的概念，引起了业界对于 Serverless 的关注宽泛。

Serverless 次要蕴含 Faas、Baas 两种状态。其中，Faas 将 Function 作为服务，Baas 将后端服务作为服务。

在利用了 vCDN 后，也能够用 Baas 的形式运行服务。Serverless 旨在让开发人员不须要再关注服务器，云会帮主动实现服务器的运维和伸缩。

具体而言，Serverless 具备以下特点：

1. 计算的无状态化，服务的贮存和计算齐全离开部署的，开发者只须要关怀计算的实现，能够通过其它云上的独立服务进行贮存，容易进行迁徙和扩缩容。
2. 资源透明化的，无须要再关怀服务器、虚拟机、容器须要多少资源、带宽、磁盘空间，能够通过调用函数在平台内实现资源的主动治理。
3. 按需计费，依据调用时长、调用次数进行计费。目前，vCDN 能够为客户提供 Baas 服务。如果用户须要更通用的函数计算产品，举荐应用百度云的 CFC，能够配置 CDN 的触发器。

CDN 利用 Serverless 的意义

早在 2018 年，云治理公司 RightScale 发展的一项考察显示，Serverless 是增长最快的公共云服务。
据统计，AWS 上超过一半的用户曾经在应用 Serverless 服务。Serverless 始终在高速倒退，呈现出越来越大的影响力。
Serverless 将无处不在，CDN 也必须拥抱 Serverless 理念，提供边缘可编程能力，使用户能够在管制台上通过 API 设置代码，造成编程能力，更无效地管制 CDN。

在 CDN 业务中实际 Serverless 理念能够提供麻利交付的能力，具备以下劣势：

• 编程能力 对于刚接触 CDN 的客户来说，可编程能力，即使不了解 CDN 的具体运作流程，也能疾速编写出可用的代码。
• 麻利交付 对于 CDN 研发人员，serverless 节俭了他们部署和运维的工夫，让他们可能更加专一于解决和优化利用自身的问题。
• 场景下沉联合编程能力，能够和其余场景更不便的联合在一起。
• 边缘计算在 CDN 的边缘，能够进行更加自在的计算，节俭端上解决的工夫和提早。

02 EdgeJS Serverless 服务

EdgeJS Serverless 服务指标

Serverless 的指标是使用户能够更容易地编写和部署代码，而无需关注底层构造。只管目前的 CDN 业务能够实现按需付费，然而依然不够灵便。

为此，咱们推出了 EdgeJS Serverless 服务。该服务在百度智能云 CDN 上应用 JavaScript 语言去提供的一种可编程的配置能力，实现高并发、低成本的麻利交付，使 CDN 可能体现出 serverless 的思维，进行聚拢或者是打算。

该服务具备以下特点：

• 嵌入式 JavaScript runtime，而非独立的 runtime。出于对性能的思考，在反对 JS 规范库的共事，防止了独立 runtime 带来的冷启动工夫。
• 提供申请对象 request，能够在代码中进行随便更改。
• 提供对外拜访能力。

作为一种 Serverless 服务，EdgeJS 须要实现用户隔离、具备较高的性能，可能动静编码。具体而言，EdgeJS 具备以下个性：

1. 动静编码。
2. 即时编译。即用户代码在边缘区编译之后，能够被缓存，无需进行反复编译，实践上大大晋升了执行的效率。
3. 危险隔离。即严格隔离不同用户的代码，为用户能够应用的资源设置最高下限。

EdgeJS Serverless 服务的个性

EdgeJS 致力于让 CDN 更易用，向 serverless 服务能力迈进。所以 EdgeJS 的定位一开始就是完全免费，在 CDN 按需应用的带宽费用之外，不会产生额定的费用。

在升高 CDN 应用门槛的初衷下，必须还得放弃 CDN 的高可用、低提早、就近服务的能力。

EdgeJS 的设计，是齐全嵌入到 CDN 接入层的 JavaScriptruntime，无需冷启动工夫，没有性能损失，并反对规范 ES6 语法的 JavaScriptAPI，各种个性陆续补齐中。

而且相比传统交付，开发上线至多周级别的交付周期，EdgeJS 真正能做到秒级交付，用户在控制台配置上代码，就能够秒级失效。当然倡议在正式公布前，先应用预公布性能来灰度验证。EdgeJS，能够依据申请进行各种特色解决，这极大丰富了 CDN 接入的场景。

为了更好地配合 CDN 业务，EdgeJS 具备以下个性：

• 应用 EdgeJS 在边缘进行计算（如一些非凡的鉴权等不能缓存的动静需要），将预计算工作部署在边缘设施上，大大加重源站的压力。
• 做到秒级交付，使用户在管制台上配置代码，秒级失效。
• 依据申请进行各种特色解决，极大丰富 CDN 接入场景（包含不限于跨域拜访、重定向、访问控制、单申请限速、自定义鉴权、m3u8 改写、申请改写、A/BTest 自定义谬误页面等。

除此之外，EdgeJS 还能够利用 fetch 等能力，和远端进行协同，包含不限于近程鉴权、云服务协同和申请画像打点上传。这些能力曾经远超 CDN 的传统场景，向 serverless 服务能力聚拢。

在 CDN 宏大的算力加持下，能够加重源站的性能压力和收入。而且，当减少了新的特色或者减少了新的计算方法，能够随时批改 JavaScript 代码，进行实时控制。

03 沉迷式 CDN 编程

url 改写与简单文件名改写

CDN 控制台自身反对一些 URL 改写的基本功能，但这些预约义的性能灵活性较低。咱们能够通过 EdgeJS 依据用户的要求确定配置。EdgeJS 应用规范的 JS 语法，须要用户建设一个申请对象 request。
如上图所示，咱们首先将 URL 中的大写字母转成小写，接着咱们将申请的 variables 参数改成小写。variable 映射的是 UNIX 的变量，而这的规定完全一致的。

EdgeJS 反对简单的文件名改写，这里波及到三种状况：
（1）参数 attname 存在且不为空字符串
（2）参数 attname 存在且为空字符串
（3）参数 attname 不存在。

回源鉴权头

在一些对象存储场景下，咱们能够通过 EdgeJs 构建回源鉴权头 authorization。首先生成一个随机数，获取以后工夫，并生成申请 URL。接着，咱们利用以上三者依据 crypto 算法生成鉴权头。
咱们能够通过申请的 headersIn 个性获取申请头。有些非凡的申请头只能存在一份，如果反复则会被疏忽（例如，host、connection，详见官网）。此外，反复的 Cookie 的申请头会返回所有的重复部分，并以分号分隔开来。如果咱们想要获取所有的申请头，咱们须要应用 rawHeadersIn 个性，如果申请头有多个，则会输入数组。

r.headersIn{}
申请头对象，可写 Foo 申请头能够应用 r.headersIn.foo 或者 r.headersIn[‘Foo’]来拜访
“Host”, “Connection”, “If-Modified-Since”, “If-Unmodified-Since”, “If-Match”, “If-None-Match”, “User-Agent”, “Referer”,
“Content-Length”, “Content-Range”, “Content-Type”, “Range”, “If-Range”, “Transfer-Encoding”, “TE”, “Expect”,
“Upgrade”, “Accept-Encoding”, “Via”, “Authorization”, “Keep-Alive”, “X-Real-IP”, “Accept”, “Accept-Language”, “Depth”,
“Destination”, “Overwrite”, “Date” 这些申请头只能有一个，反复的会被疏忽

反复的“Cookie”申请头，会返回所有的重复部分，并以分号 (;) 分隔，
反复的其余申请头，会返回所有的重复部分，并以逗号 (,) 分隔，
r.headersIn.foo =’foo’，赋值会笼罩所有的重复部分。

r.headersIn [‘Foo’]= [‘a’, ‘b’]，赋值数组，会产生两个反复的申请头：
Foo:a 和 Foo:b

r.rawHeadersIn{}
申请头 KV Array，只读。
比方申请头 Host:localhost；Foo: bar；foo: bar2

r.rawHeadersIn 输入相似于 [‘Host’, ‘localhost’], [‘Foo’, ‘bar’], [‘foo’, ‘bar2’]
获取所有的申请头 foor.rawHeadersIn.filter(v=>v[0].toLowerCase()
== ‘foo’).map(v=>v[1])
输入[‘bar’, ‘bar2’]

文件名改写

EdgeJS Serverless 服务通过申请的 headersOut 个性能够实现文件名改写、跨域拜访、设置雷同的响应头等性能。
如上图所示，咱们能够应用申请参数 filename 命名下载文件，应用申请头 Origin 赋值给跨域响应头 Access-Control-A。在设置雷同的响应头时，咱们能够通过赋值数组，产生反复的响应头。

r.headersOut{}响应头对象，可写 Foo 响应头能够应用 r.headersOut.foo 或者 r.headersOut[‘Foo’]来拜访。
“Server”, “Date”, “Content-Length”, “Content-Encoding”,
“Location”, “Refresh”, “Last-Modified”,
“Content-Range”, “Accept-Ranges”,
“WWW-Authenticate”, “Expires”, “E-Tag”, “ETag”, “Content-Type”, “X-Override-Charset”,
“Cache-Control”, “Link”, “Age”,
“Retry-After”，这些响应头只能有一个，反复的会被疏忽

反复的 ”Set-Cookie” 响应头，会返回一个数组，例如，r.headersOut[‘Set-Cookie’].forEach
(element=> console.log(element));

反复的其余响应头，会返回所有的重复部分，并以逗号 (,) 分隔
r.headersOut.foo =’foo’，赋值会笼罩所有的重复部分。

r.headersOut [‘Foo’]= [‘a’, ‘b’]，赋值数组，会产生两个反复的响应头：
Foo:a 和 Foo:b

r.rawHeadersOut{}
响应头 KV Array，只读
用法相似于 r.rawHeadersIn{}

自定义谬误页面

咱们能够应用 EdgeJS 实现自定义的谬误页面，当源站返回 404 时，能够重定向到一个对用户敌对的页面。
如上图所示，咱们通过 respHeader 回调实现上述性能。相似地，咱们能够通过 respHeader 实现 A/B 测试，
如果源站返回了非凡头 a，能够命中一个降级的逻辑，重定向到一个利用降级的页面。

IP 黑名单

EdgeJS 反对通过百度自有的库提供一些罕用的访问控制性能：
（1）IP 黑名单，如果客户端地址在 192.168.1.1/32 或 192.168.2.1/24 等 ip 段内，则返回 403。
（2）Referer 白名单，如果 referer 不匹配某些通配符的模式，则返回 403。
（3）UA 黑名单，如果 UA 蕴含 curl 或 AppleWebKit，则返回 403。

代码示例：
r.remoteAddress
客户端地址，只读

baidu_utils 库
function ipInCidr(ipv4,cidrs)
参数:
ipv4 为点分十进制的 ipv4 地址，比方 ’192.168.2.100′
cidrs 为 CIDR 地址列表，比方[‘192.168.1.1/32′,’192.168.2.1/24’]

应用示例:
if (baidu_utils.ipInCidr (‘192.168.2.100’,[‘192.168.1.1/32′,’192.168.2.1/24’])) {
r.return(403);
}
function matchWildcard(str,rule)

参数:
str 为待匹配的字符串，比方 ’http://www.baidu.com/’
rule 为有通配符的字符串，比方 ’http://.baidu.com/‘

应用示例:
if (baidu_utils.matchWildcard(‘http://www.baidu.com/’, ‘http://.baidu.com/‘)
{
r.return(403);
}

鉴权

百度云基于 EdgeJS 提供了 B 类防盗链等鉴权性能。原始的 URL 蕴含协定头 HTTP、域名、文件名。在加密之后，URL 变成了协定头、域名、工夫戳、MD5 编码，文件名。
在上图的第一段代码中，CDN 服务器收到申请之后，首先拆分 URL，失去工夫戳、MD5、文件名。
在第二段代码中，工夫戳的格局并非 Unicode，而是可读的格局，咱们须要进行工夫戳格局的转换，将秘钥与工夫戳、文件名拼接，并进行 MD5 加密编码的比对。

子申请

CDN 自身是一个缓存体系，对于 hls 或者 dash 来说，其索引文件中蕴含的防盗链信息，在用户申请的时候很可能过期了，所以在用户申请的 m3u8 或者 mpd 的防盗链验证通过之后，须要将这个申请中的防盗链信息改写到索引文件内容中。

Fetch

Fetch
ngx.fetch(url, [options])
相似于 JavaScript 原生的 Fetch，申请 URL，并返回解析 Response 对象的 Promise。参考 Using_Fetch
目前仅反对 http 协定，重定向须要调用者解决
相似于 js fetch，options 反对 body/ headers / method。

ssl 选项如下:
ssl_name 指定 sni，默认为 url 中的域名
ssl_verify 是否开启证书校验，默认开启

Response
规范的 JavaScript 内置对象

咱们能够通过 EdgeJS Serverless 服务实现 Fetch 性能，申请近程鉴权服务器，依据近程服务器的响应进行解决，如果失去非 2xx 状态码，则返回 403 禁止拜访。Fetch 返回的是一个 Promise 对象，蕴含类办法，能够将异步的操作变为序列化的操作，只有须要关怀业务逻辑。与 Fetch 一起上线的还有 Await、SubtleCrypto 等性能。

以上是老师的全副分享内容，有任何问题能够在讨论区提出。

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