网络安全工程师必知的CDN知识

引言

互联网行业里有一个著名的“4秒法则”，就是当用户点击网站发起访问时，如果超过4秒，网页内容没有呈现出来，30%的用户会不断刷新或选择不再等待直接关闭页面，这样严重影响了用户体验。随着现在应用场景越来越多样、系统功能越来越复杂、需要呈现的内容多元化(不单是以前文本、图片、音视频、流媒体，还有实时的微博、增强现实等更新的动态内容)，网络越来越复杂，用户体验要求越来越高等，也在推动技术的发展，由早期的镜像技术演进到CDN技术进行网络加速，提升用户访问体验。

1.CDN是什么?

CDN全称内容分发网络(Content Delivery Network)，是在现有网络中增加一层新的网络架构，主要解决由于长距离数据传输导致的网络访问速度慢的问题，通过将用户需要的内容放置在靠近用户最近的位置，使用用户可以就近访问需要的内容，提高用户访问的响应速度。

CDN的基本原理是在各个区域放置缓存服务器，通过全局调度及内容分发功能，将用户需要的内容分发到缓存服务器，用户的内容请求解析权交给CDN的调度系统，然后将用户请求调度到性能最佳最靠近用户的CDN节点上，由CDN节点缓存服务器为用户请求提供服务。

2.CDN解决什么问题?

CDN诞生之初，主要是为了解决网站内容访问速度、时延和抖动问题，结合CDN实际的效果，总结如下：缓解源站服务器访问压力，解决服务器端的“第一千米”问题。提升用户的访问质量和体验，降低时延，提高网站访问速度。解决不同电信运营商之间互联互通问题造成的影响。提升网站服务的可靠性，解决流量激增、网络故障、网站故障等问题。

提高源站服务端的安全性，有效防止黑客找出源站进行攻击。

3.CDN的工作过程

CDN的基本工作过程包括内容注入、用户请求调度、内容分发及内容服务这4个步骤，具体如下：

内容接入

内容接入是CDN能为用户提供服务的第一步，就是把内容从源站接入CDN的过程，包括存储接入方式、内容预注入方式、实时回源方式。前两种方式都是将源站内容提前接入CDN缓存服务器中，区别是前者默认是永久删除，需要手动删除，后者是设定规则进行智能删除。第三种方式是内容发布前不接入内容，当用户访问时，CDN实时从源站拉取内容。

用户请求调度

CDN用户请求调度主要包括全局调度和本地调度，全局调度主要目的是根据用户所在地理位置不同，通过分析各个CDN节点，将用户请求转移到整个网络中离用户最近的节点。全局调度方式主要有基于DNS调度方式和基于应用层重定向调度两种方式。本地调度主要根据负载均衡算法，比如最小连接数，服务器健康度、轮询等算法，选择最合适的CDN节点服务器给用户提供服务。

内容分发

内容分发有Push、Pull及混合分发这3种方式，Push就是将内容从源站主动分发到各边缘的CDN节点，分发的协议可以采用HTTP、HTTPS、FTP、SFTP等，可以加入一些智能的分发策略。Pull是一种被动的方式，主要是CDN节点没有内容时，用户请求时，就需要CDN节点从源站实时拉取内容。混合分发就是根据实际情况，使用两种结合的方式。

内容服务

内容服务根据用户访问的内容可分为静态内容服务、动态内容服务等，静态内容主要是指HTML文件、文本、动画、图片、视频等，这些文件更新频率低，热点内容集中，可以提前从源站分发到CDN节点。动态内容主要是微博、微信等社交网络的个性化实时内容，这些内容都是实时产生的，就需要用户请求CDN时间，CDN实时从源站拉取内容，CDN就通过降低传输时延和避免数据传输失败来实现动态内容加速。

4.CDN和网络安全的关系

内容分发网络(CDN)和网络安全之间有密切的关系，因为CDN可以在提高性能的同时，提供一些网络安全方面的好处。以下是CDN和网络安全之间的关系：

分布式防御：CDN分布在全球各地的服务器上，可以通过在不同地理位置部署内容来提供分布式防御。这使得在网络攻击时能够分散流量，减轻服务器的负担，提高对抗分布式拒绝服务(DDoS)攻击的能力。

缓存和减轻源服务器负担：CDN通过将内容缓存在其全球服务器上，可以减轻源服务器的负担。这有助于防止源服务器因大量请求而崩溃，也能够防范一些恶意攻击，因为攻击者直接攻击CDN可能会更为困难。

SSL/TLS终端：CDN通常提供SSL/TLS终端，通过将网站的加密流量直接终结在CDN上，可以帮助防范一些网络攻击，包括中间人攻击和SSL剥离攻击。

安全过滤和阻断：CDN提供了一些安全过滤和阻断功能，可以检测和防范一些常见的网络攻击，如SQL注入、跨站脚本攻击等。这些安全功能有助于提高网站的整体安全性。

访问控制和身份验证：通过CDN，可以实现对用户的访问控制和身份验证，以确保只有授权用户能够访问特定的内容。这有助于防范未经授权的访问和恶意活动。

快速更新和修补：CDN允许快速部署更新和修补，这在发现新的安全漏洞时尤为重要。通过在CDN上进行更新，可以迅速推送修复，提高网站的安全性。

5.如何识别源站IP

通过站长之家Ping检测及其它检测工具进行检测是否存在CDN节点。

通过子域名挖掘、DNS历史解析记录、SSL证书、国外不同地区DNS解析、网络资产搜索引擎、威胁情报、网站邮件头信息、CDN配置不当等方面进行源站真实IP挖掘。

总结

网络安全工程师必须深入了解内容分发网络(CDN)的原理，以更有效地掌握黑客攻击的路径和方法。CDN通过将网站内容分发到全球多个节点，实现全球范围的负载均衡和内容缓存。这使得黑客难以通过直接攻击源服务器获取敏感信息，因为攻击流量被分散在多个节点上。由于CDN在全球范围内分布，它提供了分布式防御，有效抵御分布式拒绝服务(DDoS)攻击。此外，CDN的安全过滤和阻断功能能够检测和防范常见的网络攻击，如SQL注入、XSS和跨站脚本攻击。通过对CDN原理的深刻理解，有助于网络安全工程师更全面地评估和强化系统安全，提高对抗潜在威胁的能力。