CDN，是地理上分布的網絡的代理服務器和它們的數據中心。目標是通過相對于最終用戶在空間上分配服務來提供高可用性和高性能。CDN于1990年代后期問世，其目的是減輕Internet的性能瓶頸，即使互聯網已開始成為個人和企業的關鍵任務媒體。從那時起，CDN已經發展為當今互聯網的大部分內容提供服務，包括Web對象（文本、圖形和腳本）、可下載對象（媒體文件、軟件、文檔）、應用程序（電子商務、門戶網站）、實時流媒體媒體、點播流媒體和社交媒體網站。

CDN是互聯網生態系統中的一層。媒體公司和電子商務供應商等內容所有者向CDN運營商付款，以將其內容交付給最終用戶。反過來，CDN向Internet服務提供商（ISP），運營商和網絡運營商支付在其數據中心托管其服務器的費用。

CDN是一個涵蓋性術語，涵蓋了不同類型的內容交付服務：視頻流、軟件下載、Web和移動內容加速、許可/托管的CDN、透明緩存以及用于衡量CDN性能的服務、負載平衡、多CDN交換和分析以及云情報。CDN供應商可能會通過DDoS保護和Web應用程序防火墻（WAF）以及WAN優化進入安全性等其他行業。

CDN節點通常部署在多個位置，通常在多個Internet主干上。好處包括降低帶寬成本，縮短頁面加載時間或提高內容的全局可用性。組成CDN的節點和服務器的數量各不相同，具體取決于體系結構，有些節點和服務器通過許多遠程存在點（PoP）上的數以萬計的服務器到達數千個節點。其他人則建立了全球網絡，并擁有少量的地理PoP。

對內容的請求通常在算法上定向到以某種方式最佳的節點。在優化性能時，可以選擇最適合向用戶提供內容的位置。可以通過選擇跳數最少，距請求客戶端的網絡秒數最少或在服務器性能方面的最高可用性的位置來度量，以優化跨本地網絡的傳遞。在優化成本時，可以選擇成本最低的位置。在最佳方案中，這兩個目標趨于一致，因為在網絡邊緣靠近最終用戶的邊緣服務器可能在性能或成本方面具有優勢。

大多數CDN提供商會根據所需的覆蓋范圍，在不同的，定義的PoP集中提供服務，例如美國、全球、亞太地區等。這些PoP可以稱為“邊緣”、“邊緣節點”或“邊緣網絡”，因為它們將是CDN資產最接近最終用戶的邊緣。

CDN提供商可以從內容提供商使用其網絡支付的直接費用中獲利，也可以從用戶分析和跟蹤將腳本加載到其瀏覽器來源內的客戶網站時收集的數據中獲利。因此，出于行為目標的目的，這些服務被認為是潛在的隱私入侵，并且正在創建解決方案以恢復單一來源的服務和資源緩存。

服務JavaScript的CDN網絡也已成為使用它們將惡意內容注入頁面的一種方式。為此，創建了子資源完整性機制，以確保該頁面加載一個腳本，該腳本的內容是已知的并且受網站作者引用的哈希的限制。

互聯網是根據端到端原則設計的。該原理使核心網絡保持相對簡單，并將智能盡可能地移至網絡端點：主機和客戶端。結果，核心網絡經過專門化、簡化和優化，僅轉發數據包。

內容交付網絡通過使用旨在優化內容交付的技術在其上分布各種智能應用程序來增強端到端傳輸網絡。最終緊密集成的覆蓋層使用Web緩存，服務器負載平衡，請求路由和內容服務。

Web緩存將流行的內容存儲在對請求的內容有xxx需求的服務器上。這些共享的網絡設備減少了帶寬需求，減輕了服務器負載，并改善了客戶端對緩存中存儲的內容的響應時間。基于用戶的請求（拉式緩存）或基于從內容服務器分發的預加載內容（推式緩存）填充Web緩存。

服務器負載平衡使用一種或多種技術，包括基于服務的（全局負載平衡）或基于硬件的（即第4-7層交換機，也稱為Web交換機、內容交換機或多層交換機）在多個交換機之間共享流量服務器或Web緩存。在此為交換機分配了一個虛擬IP地址。然后，將到達交換機的流量定向到連接到該交換機的真實Web服務器之一。這具有平衡負載，增加總容量，改善可伸縮性以及通過重新分配故障Web服務器的負載并提供服務器運行狀況檢查來提高可靠性的優點。

可以使用第4-7層交換機來形成內容群集或服務節點，以平衡網絡中多個服務器或多個Web緩存之間的負載。

請求路由將客戶端請求定向到最能滿足請求的內容源。這可能涉及將客戶端請求定向到最接近客戶端或容量xxx的服務節點。各種算法用于路由請求。其中包括全局服務器負載平衡，基于DNS的請求路由、動態圖元文件生成、HTML重寫和任意廣播。使用包括被動探測、主動探測和連接xxx在內的多種技術來估計接近度（選擇最近的服務節點）。

CDN使用多種內容傳遞方法，包括但不限于手動資產復制，活動Web緩存和全局硬件負載平衡器。

設計了幾個協議套件，以提供對分布在整個內容網絡中的各種內容服務的訪問。Internet內容適配協議（ICAP）于1990年代末開發，旨在為連接應用程序服務器提供開放標準。開放可插拔邊緣服務（OPES）協議提供了一種最近定義和更強大的解決方案。此體系結構定義了OPES服務應用程序，這些應用程序可以駐留在OPES處理器本身上，也可以在標注服務器上遠程執行。邊緣包括或ESI是用于邊緣級動態Web內容組裝的一種小型標記語言。網站生成內容是相當普遍的。可能是因為目錄或論壇等內容的更改，或者是由于個性化。這給緩存系統帶來了問題。為了克服這個問題，一群公司創建了ESI。

在對等（P2P）內容交付網絡中，客戶端提供并使用資源。這意味著與客戶端-服務器系統不同，以內容為中心的網絡實際上可以隨著更多用戶開始訪問內容而表現更好（尤其是使用諸如Bittorrent之類的協議要求用戶共享）。此屬性是使用P2P網絡的主要優點之一，因為它使原始內容分發者的設置和運行成本非常小。

如果內容所有者對商業CDN服務的選擇或成本不滿意，則可以創建自己的CDN。這稱為私有CDN。私有CDN由僅為其所有者提供內容的PoP（存在點）組成。這些PoP可以是緩存服務器、反向代理或應用程序交付控制器。它可以簡單到只有兩個緩存服務，也可以足夠大以提供PB級內容。

大型內容分發網絡甚至可以建立并設置自己的專用網絡，以在緩存位置之間分發內容的副本。在專用網絡的容量不足或出現導致容量減少的故障的情況下，此類專用網絡通常與公用網絡結合用作備用選項。由于相同的內容必須分布在許多位置，因此可以使用多種多播技術來減少帶寬消耗。在專用網絡上，還提出了根據網絡負載條件選擇多播樹以更有效地利用可用網絡容量的建議。

流視頻流量的快速增長使用寬帶提供商的大量資本支出，以滿足這種需求并通過提供足夠好的體驗質量來保留用戶。

為了解決這個問題，電信服務提供商（TSP）已開始啟動自己的內容交付網絡，以減輕對網絡主干網的需求并減少基礎設施投資。

由于電信?CDN擁有通過其傳輸視頻內容的網絡，因此它們具有優于傳統CDN的優勢。

他們擁有最后一英里，可以將內容交付給最終用戶，因為它們可以緩存在他們的網絡深處。這種深層緩存可以xxx程度地減少視頻數據在一般Internet上的傳播距離，并可以更快，更可靠地傳輸它。

電信CDN還具有內置的成本優勢，因為傳統CDN必須從它們租用帶寬，并將運營商的利潤建立到自己的成本模型中。

此外，通過運營自己的內容交付基礎架構，電信運營商可以更好地控制其資源利用。由CDN執行的內容管理操作通常在沒有有關與之交互或具有業務關系的電信運營商的網絡信息的情況下應用。對于面對有限操作范圍的電信運營商來說，這些挑戰面臨著很多挑戰，這些運營對其資源的利用產生了影響。

相比之下，電信CDN的部署允許運營商實施自己的內容管理操作，使他們能夠更好地控制其資源的利用，從而提供更好的服務質量和體驗給他們的最終用戶。

2011年6月，StreamingMedia.com報道說，一群TSP建立了運營商交換所（OCX），以互連其網絡，并與Akamai和Limelight Networks這樣的大型傳統CDN進行更直接的競爭，后者在全球范圍內擁有廣泛的PoP。通過這種方式，電信公司正在構建聯合CDN產品，這對于愿意將其內容交付給該聯合會的總受眾的內容提供商來說更為有趣。

在不久的將來，可能會創建其他電信CDN聯合會。他們將通過加入該聯盟的新電信公司的注冊來壯大，并將網絡存在及其Internet用戶基礎帶到現有的電信公司。

傳統上，CDN使用客戶端的遞歸DNS解析器的IP來對客戶端進行地理位置定位。盡管在許多情況下這是一種可靠的方法，但是如果客戶端使用距離較遠的非本地遞歸DNS解析器，則會導致客戶端性能下降。例如，如果CDN可以將來自印度客戶端的請求路由到新加坡的邊緣服務器，前提是該客戶端使用新加坡的公共DNS解析器，從而導致該客戶端的性能不佳。確實，最近的一項研究^[31]研究表明，在許多普遍使用公共DNS解析器的國家/地區中，客戶端與其遞歸DNS解析器之間的平均距離可能高達一千英里。2011年8月，由Google領導的全球xxx的互聯網服務提供商聯盟宣布了edns-client-subnet IETF Internet-Draft的正式實施，^[32]旨在準確定位DNS解析響應。該倡議包括xxx的DNS服務提供商，如數量有限的谷歌公共DNS和CDN服務供應商以及。使用edns-client-subnet?EDNS0選項，CDN現在可以在解析DNS請求時利用請求客戶端的子網的IP地址。這種方法被稱為最終用戶映射，已被CDN所采用，并且已證明可以xxx減少往返延遲，并提高使用公共DNS或其他非本地解析器的客戶端的性能。但是，EDNS0的使用也有缺點，因為它降低了遞歸解析器上緩存解析的效率，增加了DNS解析的總流量，并引起了暴露客戶端子網的隱私問題。

虛擬化技術正用于部署虛擬CDN（vCDN），目的是降低內容提供商的成本，同時增加彈性并減少服務延遲。使用vCDN，可以避免傳統的CDN限制，例如性能，可靠性和可用性，因為虛擬緩存是動態分布（作為虛擬機或容器）部署在跨提供商地理范圍的物理服務器中的。由于虛擬緩存的放置基于內容類型和服務器或最終用戶的地理位置，因此vCDN對服務交付和網絡擁塞具有重大影響。

2017年，Google的?Addy Osmany?開始將可以自然地與響應式Web設計范式（特別是<picture>元素）集成的軟件解決方案稱為Image CDN。該表述指的是Web體系結構能夠通過HTTP服務同一圖像的多個版本的能力，具體取決于請求該瀏覽器的瀏覽器的屬性，該屬性由瀏覽器或服務器端邏輯確定。在Google看來，圖像CDN的目的是在保持下載速度的同時，提供高質量的圖像（或者更好的是人眼感知為高質量的圖像），從而為用戶提供出色的用戶體驗（UX）。

可以說，圖像CDN術語最初是一個錯誤的稱呼，因為當時Cloudinary和Imgix（Google在Addy Osmany在2017年指南中引用的示例）當時都不是該術語的經典意義上的CDN。但是不久之后，幾家公司提供了解決方案，使開發人員可以根據幾種策略為其圖形資產提供不同版本的服務。這些解決方案中的許多解決方案都建立在傳統CDN之上，例如Akamai、CloudFront、Fastly、Verizon Digital Media Services和Cloudflare。同時，其他已經提供圖像多服務服務的解決方案通過本地提供CDN功能（ImageEngine）或與現有CDN之一集成（Cloudinary / Akamai、Imgix / Fastly）加入了Image CDN定義。。

雖然可能無法提供關于圖像CDN的普遍認可的定義，但是一般而言，圖像CDN支持以下三個組件：

• 內容交付網絡（CDN），用于快速提供圖像。
• 圖像處理和優化，可以通過URL指令即時，以批處理方式（通過手動上傳圖像）或全自動（或兩者結合）進行。
• 設備檢測（也稱為設備智能），即通過分析User-Agent字符串、HTTP Accept標頭、Client-Hints或JavaScript來確定請求瀏覽器和/或設備的屬性的能力。