技術專欄
文／MetaAge 邁達特架構師 Bill Lee
在現代網路環境中，能提供快速、穩定的網站體驗至關重要。為了優化網站性能並提高用戶滿意度，CDN（Content Delivery Network）成為了不可或缺的技術之一。本文將帶您了解 CDN 的運作原理、優點以及在資安領域的應用，並透過實際案例，使您更好地理解 CDN 的運作機制，並了解最適合您的 CDN 解決方案。
CDN（Content Delivery Network）中文稱為內容傳遞網路，是一項透過在全球範圍內部署伺服器，將網站的內容複製到這些伺服器上的技術，以提供更快速、穩定的內容傳遞服務。
通過在全世界部署伺服器，當使用者瀏覽網頁時，CDN 能夠使其就近存取內容，有效降低內容傳輸的延遲，確保網站在全球各地的瀏覽體驗都能保持一定水準，同時有助於減少網站載入時間，提升用戶體驗。
正如同便利商店就近提供各種商品，在客戶需要時可就近購買，無需回到較遠的倉庫才能取得商品。CDN 也是類似的概念，將網站需要的圖片影片等資訊，放在離用戶最近的地點，進而加速網站的速度。
CDN 系統通常包括以下組成部分：
源站（Origin Server）：存儲網站原始資源的伺服器，是 CDN 的起點。
緩存伺服器（Cache Servers）：分佈在全球各地，存儲從原始伺服器複製的資源，用來提供更快速的存取。
分發伺服器（Distribution Servers）：負責協調緩存伺服器之間的資源分發，確保用戶總是從最近的伺服器獲取資源。
域名解析服務（DNS）：通過解析網站域名為最佳 CDN 節點的 IP 地址，引導用戶訪問最近的緩存伺服器。
CDN 透過在全球範圍內部署伺服器，將網站的內容複製到這些伺服器上，以提供更快速、穩定的內容傳遞服務。
CDN 透過快取和分散式架構來加快網頁內容的傳輸速度。
當使用者造訪使用 CDN 的網站時，CDN 會事先把經常使用的內容（如圖片、影片和網頁）複製到全球各地的伺服器。使用者瀏覽時，CDN 就能從最靠近的伺服器提供內容，而不需要從較遠的原始伺服器取得，這樣就能大幅縮短等待的時間。
如果伺服器上的內容過時，CDN 會自動向原始伺服器取最新的版本來更新快取。這種方式不僅加快了網頁的載入速度，也降低了原始伺服器的壓力。另外，因為 CDN 的伺服器分布廣泛，即使某個伺服器故障或受到攻擊，也能快速地轉向其他正常的伺服器，確保網頁能持續正常運作。
簡單來說，CDN 的伺服器越多、分布越廣，使用者的瀏覽速度和網站的穩定性就越好。
CDN 系統使用不同的緩存策略管理存儲在緩存伺服器上的資源。常見的緩存策略包括時間緩存、標籤緩存和主動緩存。
在實際操作中，緩存時間（TTL，Time To Live）的設定是關鍵。
對於靜態且不常變動的資源，比如圖片、CSS 和 JavaScript，通常會設定較長的緩存時間，以減少重複請求。
對於經常更新的內容，如新聞或 API 資料，則會設定較短的緩存時間，避免用戶拿到過期的資訊。
以下是其他管理緩存的方法：
CDN 允許根據不同的路徑、檔案類型或目錄來制定精細化的緩存規則，這樣可以針對不同內容做出更合適的緩存決策。例如，靜態資源可以長時間緩存，而動態內容則可能完全不緩存或只緩存很短時間。對於敏感或動態變化頻繁的區域，例如管理後台或會員專區，則通常會設定不緩存，以避免資料錯亂或過期。
CDN 在判斷緩存行為時，也會參考源站返回的 HTTP Header，標頭能指示 CDN 是否應該緩存該資源以及緩存多久。
此外，為了避免首次請求時的延遲，CDN 支援緩存預熱功能，可提前將熱門內容推送到各個節點。當內容更新時，也能透過緩存失效機制，讓節點自動回源獲取最新資料，確保用戶拿到最新版本。
簡而言之，CDN 的原理，簡單來說就是把經常被存取的物件，複製一份擺在離用戶最近的地方。例如 Apple IOS 更新、Windows Update、Netflix 影片等，都是運用 CDN 技術，將檔案放在離用戶最近的地方，提升整體用戶的訪問體驗。
CDN 最明顯的優勢之一是極大地提高網站載入速度。透過分佈在全球的伺服器，用戶可以更快速地獲取網站內容，減少了網路延遲，獲得更好的用戶體驗。
CDN 系統能夠根據用戶的地理位置和伺服器的負載情況，自動將用戶流量分發到最適合的伺服器上，實現了負載均衡，提高了伺服器的整體性能。
CDN 不僅僅是性能優化的工具，還能提供一定程度的安全防護。透過分發伺服器的部署和安全機制，CDN 可以有效防止直接針對源站的 DDoS 攻擊，提高網站的安全性。另外，如果您想了解與 CDN 相輔相成的 WAF 是什麼？
請參考：什麼情況需要使用 WAF？WAF 與 CDN 如何防禦 DDoS 等網路攻擊？
對於擁有全球使用者基礎的企業而言，CDN 確保無論使用者身處何地，都能獲得一致的效能體驗 。雲端 CDN 尤其能實現全球覆蓋，將內容從世界各地的多個地點傳遞給使用者。
CDN 的分散式特性使其能夠處理更多的流量，並且比許多傳統的原始伺服器更能承受硬體故障 。它們專為高可用性設計，具備冗餘和故障轉移機制，確保內容傳遞不間斷，實現「永遠在線」的可用性。
透過快取和其他優化措施，CDN 可以降低原始伺服器必須提供的數據量，從而減少網站擁有者的託管頻寬成本 。許多雲端 CDN 採用按需付費模式，大幅降低了建置和維護傳統 CDN 的高昂成本 。
CDN 可以交付兩種主要類型的網際網路內容：靜態內容和動態內容。
圖片（JPG, PNG）
CSS 樣式表
JavaScript 文件
靜態 HTML 頁面
影音文件
實時生成的 HTML 頁面
API 回應（JSON, XML）
個性化內容（如用戶特定的推薦）
實時數據（股票價格、天氣信息）
直播影片
CDN（內容分發網路）技術的發展可以大致分為三代，每一代都有其特定的時間區間和技術重點。以下是對這三代 CDN 的介紹：
專注於靜態內容快取和基於 DNS 的負載均衡。
主要解決網路擁塞問題,提高基本網站訪問速度。
引入動態內容加速、應用層優化和自適應流媒體技術。
開始關注用戶體驗,支援更多內容類型和基本安全功能。
整合邊緣計算、AI/ML、多 CDN 策略和高級安全功能。
提供智能化、自動化的全方位性能優化,支援複雜應用場景和新興技術需求。
每一代 CDN 都在解決當時最迫切的網路挑戰，並隨著互聯網技術和用戶需求的變化而不斷演進。現代 CDN 不僅提供內容分發，還提供廣泛的邊緣服務，包括安全、計算和分析功能。
CDN 最廣泛的應用之一是網站加速。透過將網站的靜態資源複製到全球範圍的伺服器上，CDN 提供更快速、穩定的網站訪問體驗。
CDN 廣泛應用於流媒體領域。當用戶觀看視頻或直播時，CDN 可以將視頻內容複製到最接近用戶的伺服器上，實現高速、無卡頓的觀看體驗。
CDN 不僅提供性能優化，還在安全領域發揮著關鍵作用。它能夠有效防禦各種網站攻擊，確保用戶和網站的安全。
CDN 可以減少源站伺服器的負擔，並提供穩定的連線。想像一下 Apple 發佈更新的時候，全球數以千萬的 iPhone 要更新，不可能全部連線回到加州的 Apple 總部，縱使有多大的頻寬也都支撐不住，同時還會產生連線不穩定而更新失敗的情況。由此可知，CDN 在這類資訊傳遞的領域上，有著舉足輕重的角色。
高流量與全球用戶網站，例如新聞媒體、大型電商平台、熱門論壇、跨國企業官網與國際品牌網站，透過 CDN 能有效分散流量並降低訪問延遲，維持網站穩定性及提升使用者體驗。
高可用性與安全需求網站，像金融系統、醫療系統、售票平台、政府機構、金融科技平台或遊戲伺服器等，CDN 提供備援、故障轉移及前端防禦機制，確保服務不中斷且防禦攻擊。
媒體與影音串流平台，例如直播網站或影音服務，CDN 支援自適應串流，保障影音流暢性。
流量極低且用戶集中在單一區域的網站，使用 CDN 的效益有限，且可能產生額外成本。
內容高度動態、頻繁更新且難以快取的網站，如即時互動平台或實時數據網站，CDN 的效益也難以充分發揮。
CDN 的分發伺服器可以分擔大量的訪問流量，從而保護原始伺服器免受 DDoS 攻擊。例如，Akamai 以其強大的流量處理能力，能夠檢測和過濾掉大部分的 DDoS 攻擊流量，確保網站的穩定運作。
延伸閱讀：遭到分散式阻斷服務（DDoS）攻擊怎麼辦？5 招防禦/預防措施一次看
CDN 通常支援 HTTPS，能夠加密用戶和伺服器之間的通信，保護敏感資訊不被窺探。這種加密方式有助於防止中間人攻擊，提高資料的安全性。
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CDN（內容分發網路）與網站主機有密切的關聯性,但它們在網站運營中扮演不同的角色。
舉例：想像整個網站是一家餐廳
1. 網站主機 = 中央廚房
儲存所有食材（網站文件和數據）
準備主要菜品（處理核心功能和動態內容）
功能：儲存、處理、管理網站核心內容
2. CDN = 外送網絡
在各地設立分發點（CDN節點）
快速將常見餐點送到顧客手中（分發靜態內容）
功能：加速內容傳遞、減輕主機負擔
相對關係：
1. 合作關係：
主機提供原始內容，CDN 負責快速分發
例：中央廚房製作食物，外送網路負責配送
2. 負載分擔：
主機處理動態請求，CDN 處理靜態內容
例：廚房處理特殊訂單，常見菜品由分發點直接送出
3. 性能優化：
主機確保內容更新，CDN 確保快速訪問
例：廚房更新菜單，外送網路確保快速送達
4. 地理覆蓋：
主機在單一位置，CDN 遍布全球
例：一個中央廚房，多個城市的配送點
5. 安全協作：
主機提供基本安全，CDN 提供額外保護層
例：廚房確保食品安全，外送網路提供額外的包裝保護
通過這種合作，網站主機和 CDN 共同確保網站內容的高效存儲、處理和快速、安全的傳遞給全球用戶。
聯華食品為實現全面雲端化目標，導入 Akamai 的安全解決方案。這項決策主要針對企業網路架構改採 SD-WAN 後帶來的資安挑戰，以及官網和購物網站面臨的威脅。導入 Akamai 服務後，聯華食品獲得以下好處：
簡化資安管理，減少硬體成本和人力投入。
建立跨廠區統一監控機制。
有效防護電子郵件和網站安全。
提升資安防禦的時效性和回應速度。
IT 團隊可專注於核心開發工作。
獲得專業的資安服務和大數據分析支持。
中信房屋導入 Akamai 的網路安全與內容傳遞網路（CDN）解決方案，主要目的是解決網站效能不佳和安全問題。
導入前的挑戰：
網路爬蟲和 DDoS 攻擊導致網站速度緩慢
使用者體驗不佳，投訴頻繁
IT 團隊難以及時發現和解決問題
導入後的效益：
網頁載入速度提升 50%
用戶回應速度降至 2 秒內
攻擊事件減少 16.9%
用戶投訴幾乎歸零
IT 團隊可主動監控網站運行狀況
簡化 IT 管理，提高安全性
藍新科技導入 Akamai 的資安解決方案，主要目的是加強對 DDoS 攻擊和其他惡意流量的防禦，以保障其金流服務的穩定性。
導入前的挑戰：
面臨複雜的 DDoS 攻擊威脅
固網解決方案不足以應對新型攻擊
難以有效管理跨區域網路延遲
導入後的效益：
通過全球節點網絡分散攻擊來源
有效偵測和阻擋複雜的惡意行為
利用 Client Reputation 提前阻擋不良連線
優化主機負載，提高服務效能
改善跨區域網路延遲問題
提升整體資安防護能力
CDN 作為一種既能提高網站性能又能提供安全防護的技術，在現代網路環境中扮演了重要的角色。透過全球範圍的伺服器部署和優化策略，CDN 不僅加速了網站載入速度，還為資安提供了全方位的保護。
在這一領域，Akamai 為全球最大的 CDN 平台商，與在地 ISP 業者合作，擁有全球 1/3 的網路流量，作為一個具有先進技術和龐大網路覆蓋的 CDN 提供商，為眾多企業提供了可靠的解決方案。隨著科技的不斷發展，CDN 將持續演進，為網站性能和安全性提供更多創新的解決方案。
Akamai CDN 也是業界唯一依據不同傳遞需求提供不同類型 CDN 功能的服務供應商，從靜態物件加速、動態 API 加速傳遞到直播/點播等串流服務，皆提供對應優化的解決方案，讓客戶在需求與成本上取得最佳的甜蜜點。
而 IT 智能化最佳夥伴 MetaAge 邁達特是 Akamai 台灣代理商，擁有 20 位以上的 Akamai 專業團隊，且技術相關人員過半。同時，邁達特也具備 7×24 MSP 服務團隊，可快速對應客戶需求，隨時站在第一線協助客戶解決問題，透過專業技術服務台灣企業用戶，確保您的服務與營運不中斷，從第 0 秒就開始保障您的網路資安。您有 CDN 或其他資訊需求嗎？歡迎由此進行【免費諮詢】，將有專人與您立即聯繫。
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