如何利用Nginx轻松搭建自己的高性能CDN？

为什么选择 Nginx 搭建 CDN？
分发网络（CDN）的核心目标是通过全球分布的节点缓存静态资源，加速用户访问速度并降低源站负载，自建 CDN 允许企业完全掌控数据、降低成本，并灵活适配业务需求，Nginx 作为高性能的 Web 服务器和反向代理工具，因其轻量级、高并发处理能力和灵活的配置，成为搭建 CDN 的热门选择。

Nginx 作为 CDN 的核心功能

1. 反向代理与负载均衡
   Nginx 可配置为反向代理服务器，将用户请求分发至最近的边缘节点，通过 upstream 模块实现多节点负载均衡，支持轮询、权重分配、IP哈希等策略：

   upstream cdn_nodes {
       server 192.168.1.10:80 weight=3;
       server 192.168.1.11:80;
       server 192.168.1.12:80 backup;
   }

2. 静态资源缓存
   利用 proxy_cache 缓存静态文件（如图片、CSS、JS），减少回源请求：

   proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=cdn_cache:10m inactive=60m;
   location / {
       proxy_pass http://cdn_nodes;
       proxy_cache cdn_cache;
       proxy_cache_valid 200 302 10m;
       proxy_cache_valid 404 1m;
   }

3. 分发
   根据用户地理位置（通过 geoip 模块）或客户端网络类型（移动端/桌面端），定向分发最优资源：

   geo $nearest_node {
       default origin;
       192.168.1.0/24 node_1;
       10.0.1.0/24 node_2;
   }

4. HTTP/2 与 Gzip 压缩
   启用 HTTP/2 提升多路复用效率，结合 Gzip 压缩减少传输体积：

   gzip on;
   gzip_types text/plain text/css application/json;
   listen 443 ssl http2;

优化 CDN 性能的 4 个关键技巧

1. 缓存策略分层

   • 热点资源：设置长缓存时间（如 7 天），通过 Cache-Control: public, max-age=604800 控制。
   • 使用短缓存或 no-cache 避免数据过期。

2. 边缘计算能力扩展
   通过 Nginx + Lua 实现边缘逻辑处理，

   • 实时图片压缩
   • A/B 测试流量分割
   • 防盗链规则动态验证

3. 多级缓存架构
   组合内存缓存（如 Nginx + Redis）与磁盘缓存，应对高并发场景：

   location /api {
       redis_pass redis://127.0.0.1:6379;
       redis_next_upstream error timeout invalid_response;
   }

4. 智能回源机制
   配置分层回源策略，优先从二级节点拉取资源，降低源站压力：

   proxy_next_upstream error timeout http_500;
   proxy_connect_timeout 2s;

安全防护配置

1. DDoS 防御
   限制单 IP 请求频率：

   limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_per_ip:10m rate=100r/s;
   location / {
       limit_req zone=req_per_ip burst=50;
   }

2. HTTPS 加密传输
   使用 Let’s Encrypt 免费证书，强制 HTTPS 并启用 HSTS：

   ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
   ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
   add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000" always;

3. 防盗链与鉴权
   验证 Referer 或生成临时访问令牌：

   valid_referers none blocked *.example.com;
   if ($invalid_referer) { return 403; }

监控与运维

1. 实时状态分析
   启用 ngx_http_stub_status_module 监控连接数、请求速率等指标：

   location /nginx_status {
       stub_status;
       allow 127.0.0.1;
       deny all;
   }

2. 日志精细化
   记录客户端地理位置、缓存命中状态等关键信息：

   log_format cdn_log '$remote_addr - $geoip_country_code [$time_local] '
                      '"$request" $status $body_bytes_sent '
                      '"$http_referer" Cache:$upstream_cache_status';

3. 自动化运维
   推荐工具链：

   • 配置管理：Ansible/Terraform
   • 监控告警：Prometheus + Grafana
   • 日志分析：ELK Stack

自建 CDN 的优缺点分析

适合场景建议

• 区域性业务（如本地生活服务）
• 高合规要求的金融/政务领域
• 日均 PV 超 50 万的内容型网站

引用说明
本文技术方案参考自 Nginx 官方文档、Mozilla 开发者网络（MDN）的 Web 最佳实践，以及百度搜索资源平台关于网站性能优化的指导建议。