什么是 CDN 回源？如何减少 CDN 回源？ - 面试题

CDN 回源的概念

回源（Origin Pull）是指当 CDN 边缘节点没有缓存用户请求的内容时，边缘节点会向源站（Origin Server）请求内容的过程。回源是 CDN 工作机制中的重要环节，直接影响 CDN 的性能和源站负载。

回源触发条件

1. 缓存未命中（Cache Miss）

这是最常见的回源原因：

首次访问：内容从未被缓存过
缓存过期：内容已超过 TTL（Time To Live）时间
缓存被清除：主动刷新或被动清除缓存
缓存键不匹配：请求参数变化导致缓存键不同

2. 特殊请求类型

某些请求类型会强制回源：

POST 请求：通常不缓存，直接回源
带特定头的请求：如 Authorization、Cookie 等
动态内容：根据业务规则不缓存的内容

3. 缓存策略配置

根据配置决定是否回源：

不缓存的路径：配置为不缓存的 URL 路径
特定用户：如登录用户、VIP 用户等
特定时间段：如活动期间需要实时数据

回源对性能的影响

1. 延迟增加

回源请求需要经过完整的网络路径：

用户 → 边缘节点：通常 <50ms
边缘节点 → 源站：可能 100-500ms
源站 → 边缘节点 → 用户：往返时间累积

总延迟：缓存命中时 <50ms，回源时可能 200-1000ms

2. 源站负载增加

回源请求会直接打到源站：

带宽消耗：所有回源请求都占用源站带宽
服务器压力：增加源站 CPU、内存、数据库压力
并发限制：可能触发源站的并发限制

3. 成本增加

带宽成本：CDN 回源带宽通常需要付费
源站成本：可能需要升级源站配置
流量成本：超出配额的额外费用

减少回源的策略

1. 优化缓存策略

合理设置 TTL

http
// 静态资源：长 TTL
Cache-Control: public, max-age=31536000, immutable

// 动态内容：短 TTL
Cache-Control: public, max-age=60

// 不缓存的内容
Cache-Control: no-store

使用版本控制

通过 URL 版本化避免回源：

shell
// 不推荐：更新后需要清除缓存
style.css

// 推荐：更新时改变 URL
style.v1.css
style.v2.css

2. 缓存预热

在内容发布前主动推送到 CDN：

预热时机：内容发布前 1-2 小时
预热内容：预计会频繁访问的内容
预热方式：通过 CDN API 或管理控制台

示例：

bash
# 预热特定 URL
curl -X POST "https://api.cdn.com/prefetch" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"urls": ["https://example.com/image.jpg"]}'

3. 配置忽略参数

忽略不影响内容的查询参数：

shell
// 配置忽略 timestamp 参数
https://example.com/data?timestamp=123456
https://example.com/data?timestamp=789012
// 这两个请求会命中同一个缓存

4. 使用边缘计算

在 CDN 边缘节点处理简单逻辑：

请求路由：根据用户类型返回不同内容
简单计算：如时间戳转换、格式化等
A/B 测试：在边缘节点分配测试组

5. 分级缓存

利用 CDN 的多级缓存架构：

边缘缓存：第一级，容量小但响应快
区域缓存：第二级，容量中等
源站缓存：最后一级，容量最大

优势：即使边缘缓存未命中，也可能命中区域缓存

回源优化技巧

1. 压缩传输

减少回源时的数据传输量：

http
// 启用压缩
Accept-Encoding: gzip, deflate, br

// 源站响应压缩内容
Content-Encoding: gzip

效果：文本内容可减少 60-80% 的传输量

2. 使用 HTTP/2 或 HTTP/3

利用新协议的优势：

HTTP/2：多路复用，减少连接数
HTTP/3：基于 UDP，减少连接建立时间

3. 优化源站性能

确保源站能够快速响应：

数据库优化：添加索引、优化查询
缓存层：使用 Redis、Memcached
负载均衡：多台源站分担压力

4. 监控回源情况

实时监控回源指标：

回源率：回源请求占总请求的比例
回源延迟：回源请求的平均响应时间
回源带宽：回源流量占用的带宽

目标：回源率 <10%，回源延迟 <500ms

回源常见问题

问题 1：回源率过高

原因分析：

TTL 设置过短
缓存键配置不当
大量动态请求

解决方案：

延长静态资源的 TTL
优化缓存键配置
对动态内容实施边缘计算

问题 2：回源延迟高

原因分析：

源站性能差
网络距离远
源站负载过高

解决方案：

优化源站性能
使用就近的源站节点
实施源站负载均衡

问题 3：回源带宽成本高

原因分析：

大量大文件回源
未启用压缩
回源率过高

解决方案：

对大文件实施缓存预热
启用压缩传输
降低回源率

面试要点

回答这个问题时应该强调：

清楚理解回源的概念和触发条件
了解回源对性能和成本的影响
掌握减少回源的多种策略
有实际的优化经验和案例
能够分析回源指标并提出改进方案