专栏名称: 周梦康

云时代服务器端工程师必备 CDN 技能包

周梦康 · 掘金 · · 2017-12-13 01:55

正文

直播好久没有曝光量了，自荐一波《PHP进阶之路》（PHPer们，好久没有投资自己了呢？）
本文原文地址：mengkang.net/641.html
原创一篇博客不容易，请勿随意转载

云时代，为了提升静态资源的加载速度，大伙都是拼了。这促使近些年国内 CDN 的使用逐步普及。而作为一家以图片分享社区为核心业务的公司，图片 CDN 的使用比较多，下面梳理下自己的一些经验。闭门造车，如有勘误，大家多多包涵。

主要包括了以下内容：

CDN使用背景，图片的分布式存储
CDN 网络原理概述
批量添加、切换 CDN 的步骤和注意事项
多 CDN 切换的步骤和注意事项
CDN 访问故障分析

CDN使用背景，图片的分布式存储

因为下文中的CDN的使用都是基于我们当前的图片存储，为了下文介绍不是那么突兀描述下当前图片存储的结构图：

CDN 网络原理概述

简单画了一张图予以说明：

实际我们在第五步，回源的时候，我们会要求 CDN 服务商，不能所有节点直接回源到我们源站，协商要求他们使用统一代理回源我们源站，也就是说同一个资源只许他们回源一次。之后，其他边缘节点没有缓存，请求他们自身的代理。

也就是说他们的 CDN 是有多级缓存的。

批量添加 CDN 的步骤和注意事项

业务需求：现在需要将某个域名（a.mengkang.net）下的图片访问的流量切换到 CDN 上。

操作步骤：

先对原域名下访问日志做统计，统计出访问频次较高的图片地址（比如20万个地址），把这些地址交给cdn服务商。

让他们先去预热抓取这20万个地址的资源。
预热完毕后，我们再把（a.mengkang.net）的一部分域名换为(b.mengkang.net)。然后把b.mengkang.net做cname解析到cdn服务器给定的域名地址上去（比如b.mengkang.ccgslb.com.cn）。
通过wget测试是访问域名b.mengkang.net下的图片是否能够被cdn缓存住。
cache测试没有问题之后，我再把a.mengkang.net下的部分流量切到b.mengkang.net上去，同事运维的同事监控流量回源的情况，根据回源情况再对分配流量的大小做调整。

多 CDN 切换的步骤和注意事项

需求

把网宿 maa 的 cdn 切 400M 到蓝讯 mplus 上。

切换原理

最初，我们配置了n （比如 n=100）个二级域名，然后把这 n 个域名中的一半解析到网宿，另一半解析到蓝讯。比如：

a001.zhoumengkang.com 解析到了蓝讯，回源的地址为y.a001.zhoumengkang.com；
a001.mengkang.net 解析到了蓝讯，回源的地址为y.a001.mengkang.net；
图片资源是分布式存储存储在各个主机上，要确保上面两个回源域名指向的服务以及服务器路径是一样的。这样，这两个域名就可以相互切换了，但是切换的时候需要观察回源的压力。

这里说的“切”是从我们自身的业务代码动刀，而不是切换和 cdn 的域名解析合作。图片资源在数据库有全局唯一的uuid，然后根据该uuid生成url，只需要在这里控制url的域名输出即可。

执行步骤

查看网宿 maa 下各个域名的流量请求带宽。
查看网宿 maa 和蓝讯 mplus 回源地址相同的对应域名。
统计该域名下的热点资源地址，然后到即将切换的 cdn 服务商做预加载，否则客户端加载时，即使回源带宽不至于打满，但是会出现请求时间过长，图片无法显示的情况。
修改业务代码，减掉网宿 maa 的图片地址的输出，替换为蓝讯 mplus 的域名。逐步替换，单域名下流量过大，还需要慢慢降权重转移，而不是一次性，以防回源压力过大，导致源站无法承受。
监控两边 cdn 带宽，新 cdn 的缓存命中率，源站带宽和服务器负载、I/O以及前端图片服务器负载均衡服务器总带宽（因为和钱直接相关，必须关注）。

注意事项

关注源站的负载和 I/O

# top
top - 16:25:34 up 273 days,  8:54,  1 user,  load average: 5.54, 5.34, 5.19
Tasks: 209 total,   1 running, 208 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.2%us,  0.4%sy,  0.0%ni, 47.9%id, 51.0%wa,  0.0%hi,  0.5%si,  0.0%st
Mem:  32945488k total, 32851176k used,    94312k free,  7033172k buffers
Swap: 12485164k total,      204k used, 12484960k free, 22568232k cached

cdn 切换之后，除了观察新 cdn 的流量，还需要监控新 cdn 的缓存命中率，可以通过后期的回源比例来监控，也可以通过循环脚本执行wget来监测。

$ wget -S -O /dev/null f1.topitme.com/1/40/33/1110152459d0433401m.jpg
--2015-12-29 11:11:01--  http://f1.topitme.com/1/40/33/1110152459d0433401m.jpg
Resolving f1.topitme.com... 220.181.64.145
Connecting to f1.topitme.com|220.181.64.145|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 
  HTTP/1.1 200 OK
  Content-Type: image/jpeg
  Content-Length: 33061
  Accept-Ranges: bytes
  Server: nginx
  Date: Mon, 30 Nov 2015 07:47:09 GMT
  Last-Modified: Mon, 08 Sep 2014 05:00:59 GMT
  Expires: Thu, 27 Nov 2025 07:47:09 GMT
  Cache-Control: max-age=315360000
  Powered-By-ChinaCache: HIT from 010519g3H8.6
  Age: 2489032
  Powered-By-ChinaCache: HIT from 01001023P2.2
  Switch:FSCS
Length: 33061 (32K) [image/jpeg]
Saving to: '/dev/null'
 
/dev/null           100%[=====================>]  32.29K  --.-KB/s   in 0.09s  
 
2015-12-29 11:11:02 (372 KB/s) - '/dev/null' saved [33061/33061]

这里出现了Powered-By-ChinaCache为HIT说明命中了，如果是MISS则没有命中，该规则需要咨询 cdn 运营商。

后记

根据每个产品的属性，每日流量肯定都有高峰和低谷期，我之前设置的自然回源，虽然在流量高峰期，设置的比例很小，但是基数很大，所以切过去的量比较大，应该选择在流量比较少的时间，执行预加载，这样保证了带宽的使用率。

CND资源访问故障的定位

案例一：图片大面积无法加载

现象：同一图片地址，时而能打开，时而无法访问。无法访问时，单独访问图片地址发现还跳转到了一个游戏网站主页。

联系 CDN 客服，得到的反馈是运营商 DNS 劫持，他们的服务没问题。（非常的消极怠工）

拿下面这张图片作为例子 f4.topit.me/4/2d/d1/11.…

首先我们确定我们源站资源是可访问的，在 CDN 回源上不存在问题。

我们通过wget命令绑定域名host，假如源站ip为111.1.23.214，这样则会绕过 CDN，直接访问我们源站了。

wget -S -0 /dev/null --header="Host: f4:topit.me" http://111.1.23.214/4/2d/d1/1133196716aead12d4s.jpg

确认图片是能正常访问的。

然后通过wget -S打印详细的 http 头信息

wget -S  http://f4.topit.me/4/2d/d1/1133196716aead12d4s.jpg

请求结果如下

# wget -S  http://f4.topit.me/4/2d/d1/1133196716aead12d4s.jpg
--2014-11-08 21:47:34--  http://f4.topit.me/4/2d/d1/1133196716aead12d4s.jpg
Resolving f4.topit.me... 123.150.50.14, 123.150.50.13
Connecting to f4.topit.me|123.150.50.14|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 
  HTTP/1.1 302 Moved Temporarily
  Server: nginx/1.7.3
  Date: Sat, 08 Nov 2014 13:45:31 GMT
  Content-Type: text/html; charset=iso-8859-1
  Content-Length: 218
  Location: http://www.aiaigame.com/index.html
  Cache-Control: max-age=300
  Expires: Sat, 08 Nov 2014 13:50:31 GMT
  Powered-By-ChinaCache: MISS from CHN-SX-3-3gC.2
  Age: 125
  Powered-By-ChinaCache: HIT from CHN-TJ-7-3V2.6
  Connection: close
Location: http://www.aiaigame.com/index.html [following]
--2014-11-08 21:47:36--  http://www.aiaigame.com/index.html
Resolving www.aiaigame.com... 119.90.14.54, 119.90.14.59, 220.181.64.153, ...
Connecting to www.aiaigame.com|119.90.14.54|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 
  HTTP/1.1 200 OK
  Date: Sat, 08 Nov 2014 13:42:50 GMT
  Server: Apache/2.2.10 (Unix) DAV/2 PHP/5.2.6 mod_ssl/2.2.10 OpenSSL/0.9.8e-fips-rhel5
  Last-Modified: Fri, 07 Nov 2014 09:14:50 GMT
  ETag: "31a8087-132ee-507413eb6f680"
  Accept-Ranges: bytes
  Content-Length: 78574
  Cache-Control: max-age=300
  Expires: Sat, 08 Nov 2014 13:47:50 GMT
  Vary: Accept-Encoding,User-Agent
  Content-Type: text/html
  Powered-By-ChinaCache: HIT from 01011623g3.3
  Age: 288
  Powered-By-ChinaCache: HIT from 01001743SJ
  Connection: keep-alive
Length: 78574 (77K) [text/html]
Saving to: “index.html.4”
  
100%[=====================================================================================================================================================>] 78,574      --.-K/s   in 0.005s  
  
2014-11-08 21:47:38 (16.3 MB/s) - “index.html.4” saved [78574/78574]

通过该请求，我们可以清楚的看到，请求是先已经连接到了123.150.50.14:80然后发生的302跳转，头信息里清楚的写到Powered-By-ChinaCache: HIT from CHN-TJ-7-3V2.6，也就是说是 CDN 自身的问题，而且下面的跳转的网页也是使用ChinaCache的客户。

这样问题得到了定位，CDN 那边也无法再推脱，才着手处理。

案例二：访问网页时 css 里面的图片都无法访问

访问网页时 css 里面的图片都无法访问,单独打开图片地址能访问。使用 wget --referer 定位是防盗链错误设置

故障截图（有点丑）

我把这个问题反馈给客服，给我的答复是他们没有做任何限制，是我们源站的问题。那只能讲证据了。

首先确认源站没问题，模拟浏览器访问时带上`referer`

wget -S -O /dev/null --header="Host: img.topit.me" --referer="http://static.topitme.com/s/css/main21.css" http://211.155.84.132/img/bar/next.png

结果如下，说明源站是没有设置权限的

wget -S -O /dev/null --header="Host: img.topit.me" --referer="http://static.topitme.com/s/css/main21.css" http://211.155.84.132/img/bar/next.png
--2015-05-07 13:52:50--  http://211.155.84.132/img/bar/next.png
Connecting to 211.155.84.132:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 
  HTTP/1.1 200 OK
  Server: nginx
  Date: Thu, 07 May 2015 05:52:50 GMT
  Content-Type: image/png
  Content-Length: 3022
  Connection: keep-alive
  Last-Modified: Wed, 04 Jan 2012 14:44:07 GMT
  Expires: Sun, 04 May 2025 05:52:50 GMT
  Cache-Control: max-age=315360000
  Accept-Ranges: bytes
Length: 3022 (3.0K) [image/png]

同时，绑定host的也采用另一种方式wget -e http_proxy

wget -SO /dev/null --referer="http://static.topitme.com/s/css/main21.css" http://img.topit.me/img/style/icon_heart.png -e http_proxy=211.155.84.137

然后直接请求，不绑定host再请求

wget -S  -O /dev/null  --referer="http://static.topitme.com/s/css/main21.css"  http://img.topit.me/img/bar/next.png
--2015-05-07 11:29:21--  http://img.topit.me/img/bar/next.png
Resolving img.topit.me... 111.202.7.252, 125.39.78.164
Connecting to img.topit.me|111.202.7.252|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 
  HTTP/1.1 403 Forbidden
  Server: nginx
  Date: Thu, 07 May 2015 03:29:21 GMT
  Content-Type: text/html
  Content-Length: 162
  Connection: keep-alive
2015-05-07 11:29:21 ERROR 403: Forbidden.

可以清晰的看到域名的解析过程，CDN DNS 通过预定义策略，返回到最优的 ip 111.202.7.252予以访问。然后返回了403。只有我截图对比了两种情况，CDN 客服才主动着手处理这个问题。

永远不要指望着客服来帮你解决问题，只有自己找到问题。