CDN，全称为内容分发网络（Content Delivery Network），是构建在现有互联网基础之上的一层智能虚拟网络，通过在网络各处部署节点服务器，CDN实现了将源站的内容发布到距离用户最近的网络“边缘”节点，使用户可以就近获取所需内容，从而提高了访问速度和网站的可用性，本文将详细介绍CDN系统的分级结构及其工作原理。

一、CDN系统的基本构成与分级

1、全局负载均衡（GSLB）：这是CDN系统的最顶层，负责根据用户的地理位置、网络条件等因素，将用户请求分配到最佳的区域节点，GSLB确保用户总是连接到最优的数据中心，从而提高响应速度。

2、区域负载均衡：位于全局负载均衡之下，这一层主要处理区域内的请求分配，它进一步细化了流量分配，确保用户请求能够在该区域内的最合适的缓存服务器上得到处理。

3、本地负载均衡：这是CDN系统的第三层，也是最接近用户的一层，本地负载均衡设备负责将用户的请求分配到具体的缓存服务器上，这些服务器通常分布在不同的城市或地区，以确保低延迟和高可用性。

4、缓存服务器：这些服务器实际存储着被频繁访问的内容，如网页、图片、视频等，当用户请求到来时，如果内容已经存在于缓存中，则直接由缓存服务器提供，否则需要回源站点获取。

二、CDN的工作流程

当用户尝试访问一个网站时，CDN的工作流程如下：

DNS解析：用户点击网站页面上的内容URL，经过本地DNS系统解析，DNS会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。

GSLB调度：CDN的DNS服务器将CDN的全局负载均衡设备IP地址返回用户。

区域调度：用户向CDN的全局负载均衡设备发起内容URL访问请求，全局负载均衡设备根据用户IP地址，以及用户请求的内容URL，选择一台用户所属区域的区域负载均衡设备，告诉用户向这台设备发起请求。

本地调度：区域负载均衡设备会为用户选择一台合适的缓存服务器提供服务，选择的依据包括根据用户IP地址判断哪一台服务器距离用户最近；根据用户所请求的URL携带的内容名称，判断哪一台服务器上有用户所需内容；查询各个服务器当前的负载情况，判断哪一台服务器尚有服务能力，基于以上这些条件的综合分析之后，区域负载均衡设备会向全局负载均衡设备返回一台缓存服务器的IP地址。

内容交付：全局负载均衡设备把IP地址返回用户，用户向缓存服务器发起请求，缓存服务器响应用户请求，将用户所需内容传送到用户终端，如果这台缓存服务器上并没有用户想要的内容，而区域均衡设备依然将它分配给了用户，那么这一台服务器要向它的上一级缓存服务器请求内容，直至追溯到网站的源服务器将内容拉到本地。

三、CDN的优势

提高访问速度：通过将内容缓存到靠近用户的服务器上，减少了传输延迟，提高了用户体验。

减轻源站压力：缓存服务器承担了大量的读取请求，降低了源站的负载。

增强网站可靠性：即使某个节点出现故障，其他节点仍然可以继续提供服务。

节省带宽成本：由于大部分请求都由缓存服务器处理，减少了对源站的直接访问，从而节省了带宽成本。

CDN通过其多层次的架构设计，不仅提升了网络内容的访问速度和效率，还增强了整个互联网的稳定性和安全性，随着技术的不断进步，CDN将继续发挥其在现代网络中不可或缺的作用。