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系统架构

本章从部署拓扑、组件职责、运行时依赖与子系统间数据流等角度，完整描述 Cirrus CDN 的系统架构。

总体架构​

Redis 作为各层共享的状态存储与发布订阅总线。

控制与数据平面​

控制平面数据平面
配置中心（Redis）内容缓存与边缘路由
分发管道（Redis 发布订阅 + Celery 队列）健康检测与自治修复
调度引擎/区域构建日志回传与指标导出

高可用性设计​

  • 多区域多活（独立边缘节点与权威 DNS 从节点）
  • 零中断发布（模板化 Compose/Ansible，蓝绿/滚动）
  • 自动容灾（NOTIFY 驱动的从节点 + 健康感知激活）
  • 自愈循环（Celery 健康检查驱动 active 切换并触发区域重建）

部署拓扑​

docker-compose.yml 定义本地场景下的编排：

  • redis：启用 AOF 的主数据存储。
  • api：FastAPI（同时服务静态 Next.js 导出）。
  • openresty：宿主网络暴露 8080/8443；Prometheus 在 9145。
  • worker 与 beat：Celery worker/beat（Redis 作为 broker/backend）。
  • caddy：本地 ACME 目录（开发 CA）。
  • acmedns：负责 DNS-01 挑战的 acme-dns。
  • nsd：接收隐藏主 NOTIFY 的权威从节点。
  • prometheus、grafana、fakedns：运维支撑。

api、worker、beat、caddy、acmedns、nsd 共用 acmetest 网桥与静态 IP 以简化信任与路由。

构建与运行产物​

Python 与前端镜像（Dockerfile）​

  • 第一阶段执行 pnpm build 构建 Next.js，并缓存 .next 产物。
  • 第二阶段（ghcr.io/astral-sh/uv:python3.13-trixie-slim）通过 uv sync 安装依赖，打包静态导出至 /app/static，入口脚本负责修复 CA 信任并启动 Uvicorn。

OpenResty 镜像（openresty/Dockerfile）​

  • 构建安装 lua-resty-http、nginx-lua-prometheus 并编译 nginx_cache_multipurge。
  • 通过 openresty/conf/nginx.conf.j2 渲染端口、解析器、缓存大小、指标 ACL。
  • 运行阶段加载 Lua：access_router.lua、ssl_loader.lua、redis_subscriber.lua。

Prometheus 镜像（prometheus/Dockerfile）​

  • 选择 prometheus.dev.yml 或 prometheus.prod.yml；默认抓取 9145 端口与 API /metrics。

配置与状态管理​

Redis 是唯一可信源。核心键空间包括：

键模式作用
cdn:domains（集合）所有受管域名。
cdn:dom:{domain}JSON 编码的域名配置（DomainConf）。
cdn:nodes（集合）已知边缘节点 ID。
cdn:node:{id}节点 IP、健康计数与激活状态。
cdn:cert:{domain}TLS 完整链与私钥。
cdn:acme:{domain}ACME 注册状态（含 acme-dns 凭据）。
cdn:acme:lock:{domain} / cdn:acme:task:{domain}证书并发锁。
cdn:tokens、cdn:token:{id}、cdn:token_hash:{hash}服务令牌注册与索引。
cdn:acmeacct:global共享 ACME 账号密钥。
cdn:acmecertkey:{domain}证书私钥缓存。

发布订阅通道包括 cdn:cname:dirty 与 cdn:purge。

数据流​

环境​

Docker 组合主要面向本地开发；生产环境依赖 just deploy 调用的 Ansible 剧本（见 ansible/）。环境变量（如 CNAME_BASE_DOMAIN、ACME_DIRECTORY、DNS_MASTER_PORT）需按环境调整。

可扩展性考量​

  • API/服务进程除内存会话缓存外是无状态的，如将会话机制迁移至 Redis，可横向扩容。
  • OpenResty 可通过 /api/v1/nodes 注册更多节点实现扩容；一致性哈希保证域名在节点 churn 下的稳定性。
  • DNS 隐藏主节点仍为单实例；NSD 可横向扩展以满足区域冗余。
  • Redis 是关键依赖；生产建议使用托管或集群部署。