CDN与DNS解析-从原理到Cloudflare

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CDN与DNS解析：从原理到Cloudflare

概述

在介绍内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）之前，我们需要先了解：当访问一个网站时，背后大致发生了什么。

如果自己搭建过网站，会发现整个过程大致涉及三个不同类型的服务提供商：

1. 服务器提供商

这是用来部署网站内容的地方。比如阿里云、腾讯云、AWS 等云服务平台，我们可以在上面租用一台云服务器，这台服务器拥有一个公网 IP。把网站代码、图片、视频等资源部署到这台服务器上后，就可以通过 IP 地址直接访问网站了。

当然，全球有很多服务器提供商可供选择。

2. 域名注册商

虽然 IP 地址可以访问网站，但它不方便记忆，所以我们通常希望通过更好记的网址（如 example.com）来访问网站。为了获得这个“名字”，需要通过一家域名注册商购买域名。

那这些注册商是怎么来的呢？这背后还有一层：域名注册局（Registry）。注册局通常由政府或专业机构管理，负责特定后缀（如 .com、.cn、.org 等）的域名。它维护着整个后缀的域名数据库，包括 WHOIS 信息（记录了域名所有者、联系信息等）。

但普通用户不能直接向域名注册局注册域名，这就像办签证时不能直接找大使馆，而要通过中介机构。域名注册商正是这样的中介——它们获得注册局授权，代用户完成注册流程，提交信息、收取费用、进行管理。

注册商也有很多，比如阿里云、Namecheap、GoDaddy 等等。

3. DNS 解析服务商

有了服务器（IP），也有了域名。现在的问题是：如何让“example.com”这个名字，对应到我们的服务器的 IP 呢？

这就需要用到 DNS（域名系统）解析。

当在浏览器中输入网站地址时，系统会向 DNS 服务器发送查询请求，DNS 查询后将域名解析为对应的 IP 地址，浏览器才能真正发起网络请求。

而这个“DNS 服务器”是由谁提供的呢？就是我们所设置的 DNS 解析服务商。DNS 服务商和域名注册商可以是同一家（如阿里云也提供解析服务），也可以不同（比如可以用 Cloudflare 来管理 DNS，即便域名是在腾讯云注册的）。换句话说：域名注册商负责“我们拥有这个名字”； DNS 解析服务商负责“这个名字指向哪个 IP”。

在域名注册平台中，我们可以手动选择使用哪一家 DNS 服务商，只要你修改了域名的 NS（Name Server）记录，DNS 权限就会转交给新的服务商。

📖 WHOIS 查询示例

在前面我们提到：域名的注册信息是由“域名注册局（Registry）”统一管理的，而 WHOIS 就是我们用来查询这些信息的公开接口。WHOIS 是一个用来查询域名或 IP 注册信息的协议和数据库系统。它的名字源于英文：“Who is?”，也就是“这个域名是谁的？” WHOIS 查询可以告诉我们：

  • 域名的注册人是谁
  • 域名是在哪一天注册的
  • 域名的注册商是谁
  • 使用了哪个 DNS 服务商
  • 域名当前状态（是否锁定、是否到期）
  • 联系方式、技术支持邮箱等（视是否隐藏）

WHOIS 系统由两部分组成：

组成部分 功能说明
WHOIS 协议 一种基于 TCP 的查询协议，通常端口是 43，用于从 WHOIS 服务器获取文本数据
WHOIS 数据库 一个全球公开的、由各个域名注册局和注册商共同维护的数据库

以查询一个域名（如 example.com）为例，WHOIS 查询过程如下：

  1. 浏览器或工具发起 WHOIS 查询请求
  2. 请求先到 IANA 根 WHOIS 服务器，查这个域名属于哪个注册局（例如 .com 属于 Verisign）
  3. 然后查询会被转发到对应注册局的 WHOIS 服务器（如 whois.verisign.com）
  4. 最后跳转到具体的域名注册商的 WHOIS 服务器（如 Cloudflare、Namecheap、GoDaddy）

整个过程就像问“这个房子的主人是谁”，需要从房产总局（IANA）一路查到地方房管局（注册局）再到房屋中介（注册商）。

以阮一峰老师的网络博客为例，从下面的 WHOIS 查询可以看到：这个网站的域名是 runyifeng.com，这个域名的注册商是 Cloudflare, Inc.，WHOIS 查询同样给出了注册商的注册信息。这个域名的 DNS 解析服务器是 kara.ns.cloudflare.com 和 norman.ns.cloudflare.com，表示该域名的 DNS 解析也是由 Cloudflare 提供的。DNS 解析结果显示了当前域名解析出的 IP 地址，包括 IPv4 和 IPv6 地址。例如：172.67.200.141 和 104.21.52.150 ，他们都是 Cloudflare 的 CDN 边缘节点 IP。这表示该站点已经启用了 CDN 加速，用户访问的是 Cloudflare 的边缘节点，而非网站自己的服务器 IP。从这里也可以看到，CDN 实际上是 DNS 解析商提供的一种服务。为了方便理解 CDN，接下来我们还是先再深入了解一下 DNS 解析。

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DNS 解析记录

DNS 解析很好理解，就是通过一个 DNS 解析记录，把域名解析到 IP 上。下面是一张实际的 DNS 配置截图，后面解释了解析记录中每一项的含义和作用。

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🔠 主机记录（Host / Name）

这是域名前缀（也叫子域名），决定最终拼出来的是哪个完整网址：

主机记录 实际含义
@ 代表主域名本身（如 example.com）
www 代表 www.example.com
music 代表 music.example.com
mail 代表 mail.example.com（常用于邮箱）

可以添加任意主机记录来自定义子域名，比如 api.example.com、blog.example.com 等。

📌 记录类型（Type）

每条记录的类型表示它的用途或目标，常见的包括：

类型 含义 示例
A 将主机名解析为 IPv4 地址 www → 192.0.2.1
AAAA 将主机名解析为 IPv6 地址 www → 2001:db8::1
CNAME 设置一个“别名”，指向另一个域名 cdn → www.example.com
TXT 文本记录，常用于验证、身份认证等 _dnsauth → some-verification-token

🧭 记录值（Value / Address）

就是域名最终要解析到的目标。比如：

  • 如果是 A 记录 → 填 IPv4 地址，如 101.43.128.210
  • 如果是 CNAME → 填另一个域名，如 app.anotherdomain.com
  • 如果是 TXT → 填字符串 token，如 google-site-verification=abc123

🔁 TTL（生存时间）

TTL（Time To Live）表示：DNS 记录在缓存中保存的时间（单位：秒）

  • TTL = 600 → 意思是“缓存 10 分钟”，10 分钟内不会重新向 DNS 查询
  • TTL 设短可加快变更生效速度，设长可减少查询频率、提升性能

🛠 常见用途

使用场景 主机记录 类型 记录值 用途说明
网站首页 @ A 101.43.128.210 主域名 example.com 的指向 IP
访问子域 music A 101.43.128.210 music.example.com
邮件验证 _dnsauth TXT 一串 token 配合邮箱服务做 DKIM 验证
Google 验证 @ TXT google-site-verification=... 验证你对该域名的所有权
CDN 别名 cdn123 CNAME abc.cdnprovider.com 子域名转发到 CDN 服务

内容分发网络（CDN）

在一般情况下，DNS 解析服务会根据我们解析记录的配置，将域名解析到我们网站服务器的公网 IP 上。但这种方式在实际访问中可能会遇到一些问题：

  1. 假如我们的服务器部署在中国大陆，而用户来自美国，那用户每次访问都需要跨越半个地球，延迟比较高；
  2. 我们的服务器可能带宽有限，当访问量上来，网站就会变慢，甚至卡死。而且，如果遭遇 DDoS 攻击（即分布式拒绝服务攻击，Distributed Denial of Service），大量恶意流量可能让我们的服务器直接崩溃；
  3. 域名直接指向真实 IP，会让我们的服务器地址暴露，容易被攻击、扫描、抓取。

那有没有一种方法可以同时解决这些问题呢？这就是 CDN（Content Delivery Network，内容分发网络） 的作用。CDN 是一种通过分布在全球的数据中心节点来加速网站内容传输的技术。 它的核心思路是把我们网站的静态资源（如图片、CSS、JS、视频等）缓存到离用户更近的“边缘服务器”上，用户访问时就就近获取内容，而不是每次都找我们的源站服务器。

当开启 CDN 后，DNS 不再解析你的域名到我们的真实服务器 IP，而是解析到 CDN 节点的 IP。这样用户的请求就会优先被分发到 CDN 厂商的边缘节点上，大多数内容都能从缓存中直接返回。这不仅加快了加载速度，也减轻了我们服务器的压力，还可以有效缓解恶意流量带来的风险。我们的真实 IP 地址也会被隐藏起来，避免暴露。

🌍 Cloudflare

Cloudflare 是一家提供全球 CDN、网站安全防护、性能优化等服务的技术公司。它之所以能成为全球最知名的 CDN 服务商之一，是因为它投入了巨资建设了遍布全球的边缘服务器网络（PoP），自研的网络协议、路由调度系统，以及强大的防火墙、抗 DDoS 防护体系。Cloudflare 在全球几乎所有主要国家和地区都有节点，包括中国香港、中国台湾、新加坡、日本，以及欧美、非洲等。虽然中国大陆暂未开放公共节点，但用户依然可以从周边地区的节点获得不错的速度。可以说，Cloudflare 在全球修了一张网络高速公路，让网站一上线就是“顶配起步”。

使用 Cloudflare 的 CDN 服务非常简单：

  1. 注册一个 Cloudflare 账号；
  2. 添加我们的网站；
  3. Cloudflare 会自动扫描你当前的 DNS 记录；
  4. 在域名注册商后台，将域名的 DNS 服务器（NS）改为 Cloudflare 提供的地址；
  5. 完成后，Cloudflare 会自动接管你的 DNS，并默认开启 CDN 加速与安全防护。

此时，可以看到 DNS 解析返回的是 Cloudflare 的 Anycast IP，这些 IP 会动态指向离用户最近的边缘节点。

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比如前面 WHOIS 查询中看到：

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2
[A] 172.67.200.141
[A] 104.21.52.150

这是因为 CDN 会将网站缓存分发到多个节点，每个节点拥有自己的 IP 地址。DNS 查询会返回多个 IP，浏览器或 DNS 解析器根据策略（如就近、轮询等）选择其中一个访问，从而提升速度、避免单点故障。

当尝试直接访问这些 CDN IP 地址时，可能会看到这样的提示：

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原因是 Cloudflare 的边缘节点是“共享型”的，多个网站可能共用同一个 IP，它必须依靠 HTTP 请求中的 Host 头 来判断要访问哪个网站。如果直接用浏览器访问 IP，没有 Host 头，Cloudflare 就不知道你是谁 → 拒绝访问。可以通过 curl 工具附加请求头测试访问，例如：

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curl -H "Host: yourdomain.com" http://172.67.200.141

这样就能访问成功。

在浏览器 F12 的 Network 面板中查看任意静态资源的响应头：

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cf-cache-status: HIT

如果是 HIT，就说明资源已经被缓存到了 Cloudflare 节点，正在被 CDN 加速访问。如果是 DYNAMIC 或 MISS，说明该资源没有被缓存，或是首次访问，Cloudflare 会回源请求你的服务器。

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小结

🌐 域名与 DNS

  • 域名注册商 是我们购买域名的渠道，例如阿里云、Namecheap、Cloudflare；
  • 域名注册局（Registry） 管理整个域名后缀（如 .com），负责记录域名的合法性；
  • DNS 解析服务商 负责把域名“翻译”成 IP 地址，如 Cloudflare DNS、DNSPod 等；
  • DNS 中的 A、CNAME、TXT、AAAA 等记录类型分别用于不同场景（解析 IP、别名、验证等）；
  • @ 表示主域名，www、api、mail 等表示子域名；
  • TTL 决定 DNS 缓存时间，影响解析更新的速度。

🧭 WHOIS 查询

  • WHOIS 查询可以查看域名注册人、注册商、DNS 服务等关键信息；
  • 有助于判断网站的可信度、历史、安全性；
  • 注册商通常支持开启 WHOIS 信息保护，防止隐私泄露。

🚀 CDN（内容分发网络）

  • CDN 通过在全球布设边缘服务器，把网站内容缓存到离用户更近的地方；
  • 不仅加速访问，还能防止 DDoS 攻击、隐藏真实 IP、减轻服务器压力；
  • Cloudflare 是全球领先的 CDN 和网站安全服务商，提供免费强大的解决方案；
  • 使用 CDN 后，DNS 会将域名解析到边缘节点 IP，而非源站 IP；
  • cf-cache-status: HIT 表示资源已成功被 CDN 缓存。