域名发散 & CDN

域名发散

由于浏览器的限制，对每个域名的连接数存在上限，一般为 6 个。浏览器做并发限制的主要原因是减小服务器负载和防止 DDos 攻击。

域名发散(domain sharding)，静态资源采用多个子域名，目的是充分利用现代浏览器的多线程并发下载能力，解除最大连接数限制。具体实施可以使用子域名申请或者 CNAME 别名解析，一般域名发散的数量应控制在 3 以下。

domain sharding

譬如 youtube 通过 i.ytimg.com 和 s.ytimg.com 两个子域名把图片资源和脚本资源分开，前者包含 icons、logos 等，后者包含 JS、CSS 等，当用户访问 youtube 时候，会同时下载脚本和媒体文件来渲染页面。

域名收敛

域名收敛(domain of convergence)，静态资源采用一个域名，通常针对移动端而言，因为其解析 DNS 的时间会稍长，发散到多个域名的话会增加首屏时间。

首屏时间 是指用户打开网站开始，到浏览器首屏内容渲染完成的时间。白屏时间 指的是浏览器开始显示内容的时间。

CDN

内容网络分发

CDN(Content Delivery Network) 即内容分发网络。利用负载均衡技术将源站内容分发至最接近用户的节点，使用户可就近取得所需内容，提高用户访问的响应速度和成功率。解决因分布、带宽、服务器性能带来的访问延迟问题，适用于静态资源仓库、站点加速、点播、直播等场景。

工作流程:

当用户点击网站页面上的内容 URL，经过本地 DNS 系统解析，会最终将域名的解析权交给 CNAME 指向的 CDN 专用 DNS 服务器;
CDN 的 DNS 服务器将 CDN 的全局负载均衡设备 IP 地址返回用户;
用户向 CDN 的全局负载均衡设备发起内容 URL 访问请求;
CDN 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;
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用户最近；根据用户所请求的 URL 中携带的内容名称，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;
全局负载均衡设备把服务器的 IP 地址返回给用户;
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，那么这台服务器就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。这个就是回源。

边缘节点：指距离最终用户接入具有较少的中间环节的网络节点

静态加速与缓存优化

静态加速我们很容易理解也接触最多，基本是针对静态文件，比如图片、文本、音视频等，这类文件特点是:

静态文件更新不频繁，不易改变
文件一般较大
缓存加速效果明显
缓存命中率较高

因此我们可以采用缓存优化来解决:

用户从就近节点读取缓存
尽可能增加缓存数据
提升用户缓存命中率
采用多级缓存进行缓存分级，优化回源路径，降低回源 qps

cdn-cache

动态加速与 sureRoute

动态加速 一般是针对动态页面、接口、域名加速，他们特点是:

更新频繁，内容容易改变
请求携带参数或其他内容
缓存命中率较低
链路加速收益大

因此我们可以使用 akamai 的 sureRoute 服务来解决这些问题:

根据回源链路时间优化最佳的路径
数据包更快到达，页面加载时间减少
故障转移。即自动路径探测并实现优选，果第一条路径失败，CDN 链路将选择一条备用路径来帮助确保应用程序可用性。

cdn-sureroute

安全防护 WAF

CDN 一般面临的网络攻击类别有:

Web 攻击者 - 参与一般 Web 攻击
DoS 攻击者 - 参与容积攻击
扫描工具 - 执行漏洞扫描
网络爬虫 - 从应用程序提取信息

比较知名的解决方案有 akamai WAF 或者 cloudfire WAF 等，WAF 即 Web Application Firewall 👈

WAF 应用	描述
DDos攻击	DDos 类攻击防护
用户验证	从真实用户中鉴别出可疑的 BOT，从而降低其优先级别或者予以阻止
使用 DNSSEC 的 eDNS	针对域名系统 (DNS) 攻击提供可扩展的防御
Web 应用防火墙 (WAF)	在第 7 层(应用程序层)上提供 Web 应用防火墙
IP 阻止和速率控制	网络层上的 IP 阻止和速率限制功能能够将 web 基础设施与互联网隔离开来
Site Shield	能够将 web 基础设施与互联网隔离开来
高级缓存、NetStorage + 错误页	Site Failed自定义缓存错误页

比如 site shield，它的作用是:

通过指定 IP 段回源
通过 IP 白名单限制回源请求地址
拦截非法 IP 回源访问
拦截源站攻击

cdn-site-shield

当然 CDN 还有其他一些功能，比如内容压缩(如 Gzip)，通过 True-Client-IP Header 获取真实用户 ip 等。

SPDY

SPDY(speedy) 可以在不增加域名的情况下，解除最大连接数的限制。SPDY 协议通过压缩、多路复用和优先级来缩短加载时间，提高安全性。2015年9月，Google 宣布了计划，移除对SPDY的支持，拥抱 HTTP/2，并将在 Chrome 51 中生效。

SPDY

HTTP/2

简称 h2，主要基于 SPDY 协议。在 HTTP 的语义、HTTP 方法、状态码、URI 和首部字段等核心概念不变的情况下，HTTP/2 实现了性能优化。HTTP/2 跟 SPDY 的区别主要是：

HTTP/2 支持明文 HTTP 传输，而 SPDY 强制使用 HTTPS
HTTP/2 消息头的压缩算法采用 HPACK，而非 SPDY 采用的 DEFLATE

HTTP

HTTP/2 的优势：

二进制分帧(Binary Framing)

HTTP1.x 是基于文本协议(textual)解析。HTTP/2 将所有传输的信息分割为更小的消息和帧，并对它们采用二进制格式的编码，我们先了解几个概念：

帧(Frame) - HTTP/2 通信的最小单位，每个帧包含帧首部，至少也会标识出当前帧所属的流
消息(Message) - 由一个或多个帧组合而成，例如请求和响应
连接(Connection) - 与 HTTP/1 相同，都是指对应的 TCP 连接
流(Stream) - 已建立的连接上的双向字节流

在 HTTP/2 中，数据流以消息的形式发送，而消息由一个或多个帧组成，帧可以在数据流上乱序发送，然后再根据每个帧首部的流标识符重新组装。二进制分帧是 HTTP/2 的基石，其他优化都是在这一基础上来实现的。

多路复用(Request and Response Multiplexing)

HTTP1.x中，如果想并发多个请求，必须使用多个 TCP 链接，且浏览器为了控制资源，还会对单个域名有 6-8 的个数限制。HTTP/2 中合并多个请求，同个域名只需要占用一个 TCP 连接，消除了因多个 TCP 连接而带来的延时和内存消耗。单个连接上可以并行交错的请求和响应，之间互不干扰。

流优先级(Stream priority)

每个请求都可以带一个31bit的优先值，0表示最高优先级，数值越大优先级越低。有了这个优先值，客户端和服务器就可以在处理不同的流时采取不同的策略，以最优的方式发送流、消息和帧。

服务器推送(Server Push)

即缓存推送，即服务端向客户端发送比客户端请求更多的数据。这允许服务器直接提供浏览器渲染页面所需资源，而无须浏览器在收到、解析页面后再提起一轮请求，节约了加载时间。

压缩头(Header Compression)

舍弃掉了不必要的 HTTP 头信息，经过 HPACK 算法压缩之后可以节省多余数据传输所带来的等待时间和带宽。

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域名收敛

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内容网络分发

静态加速与缓存优化

动态加速与 sureRoute

安全防护 WAF

SPDY

HTTP/2

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