Web Cache的实现

CDN将图片、视频和网页等内容存储到离用户最近的地方，实现为大量用户的就近服务，减少对源服务器和骨干网络的压力。负载均衡系统和内容管理系统都是为了更好的实现各个CDN节点协同工作。所以，CDN的本质上等于分层分布式集群Cache + 智能访问调度。根据缓存内容的不同，可以将Cache设备分为Web Cache和流媒体Cache。Web Cache服务器主要缓存静态网页等内容，也具备文件下载和流媒体服务的能力；而流媒体Cache服务器则对视频流媒体服务加速，功能相对单一。Web Cache可以在网络访问网络的多个节点实现：用户浏览器、用户端代理、服务端网关等节点。

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一、正向代理

正向代理模式下，用户需要设置网络访问的代理服务器地址，代理服务器就可以作为Cache服务器。用户对网络的所有访问，都需要经过代理服务器代理完成。

1. 用户的访问请求，先到达内网代理服务器。
2. 代理服务器检查cache中是否缓存了用户的请求数据。如果有，则直接返回给用户。
3. 如果没有缓存，则转发用户请求到源服务器。
4. 源服务器响应代理服务器转发的用户请求，代理服务器则缓存响应数据，并将响应反馈给用户。

正向代理服务器在收到用户请求时，可以根据配置的策略，拦截过滤部分请求。因此正向代理可以实现访问控制和安全认证的功能。Cache设备作为出口网关提供代理服务，可以减少出口带宽。正向代理一般用户中小型企业用户。

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二、反向代理

反向代理模式下，用户不需要作任何代理设置。Cache设备的IP地址，将会作为服务器域名的地址写入DNS记录，利用Cache设备的路由、交换能力完成代理访问。因此，反向代理可以对特定的内容进行加速。

1. 用户的访问请求，经过DNS解析，直接到达外网代理服务器。
2. 代理服务器检查cache中是否缓存了用户的请求数据。如果有，则直接返回给用户。
3. 如果没有缓存，则转发用户请求到源服务器。
4. 源服务器响应代理服务器转发的用户请求，代理服务器则缓存响应数据，并将响应反馈给用户。

反向代理用于服务器端，用户不需要作任何设置，完全感知不到Cache设备的存在。在反向代理模式下，如果Cache设备很多，网络规模很大时，需要部署GSLB（Global Server Load Balancing）来对全网Cache设备进行负载均衡，并对全网的内容分发策略进行设定，就形成了CDN网络的雏形。

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三、透明代理

透明代理模式下，用户不需要作任何配置，也感知不到任何Cache设备的存在。可以使用支持WCCP（Web Cache Control Protocol）功能路由器或者利用4层交换机，把用户请求转发给Cache设备，由Cache对用户提供服务。这两种方式都可以支持负载均衡，可以对多台Cache按照一定规则分配流量。

1. 用户发送访问请求。
2. 请求被内网的透明代理截获。
3. 透明代理检查cache中是否缓存了用户的请求数据。如果有，则直接返回给用户。
4. 如果没有缓存，则转发用户请求到源服务器。
5. 源服务器响应代理服务器转发的用户请求，代理服务器则缓存响应数据，并将响应反馈给用户。

透明代理可以截获用户请求，因此也可以像正向代理一样提供访问控制和安全认证的功能。透明代理模式下，Cache设备可以减少出口带宽，提高内网安全性。透明代理一般用户中小型企业用户。