Cloudflare全链路架构解析：缓存体系如何让你的网站提速30倍？

高效码农

2 周前

Cloudflare 全链路深度技术解析：架构原理、缓存体系、区域路由与实战落地

本文内容覆盖 Cloudflare 的网络架构、缓存机制、路由策略、WordPress 站点优化、国内与省级绕过方案、日志与真实 IP 处理、性能优化策略与实际工程落地指南。适合中大型网站架构师、资深运维工程师、SaaS 技术负责人阅读。

一、Cloudflare 的全球网络与架构原理

Cloudflare 的核心价值源于其 全球 Anycast 网络 与 边缘执行架构。理解其内部工作方式，是进行缓存调优、区域路由和故障排查的前提。

1.1 Anycast + 边缘 POP 工作机制

Cloudflare 通过 Anycast 将全球数百个 POP 节点公告为同一个 IP 段。用户请求会自动路由到距离最近（或最不拥堵）的 Cloudflare 节点。

链路结构：

Browser → Local ISP → Anycast Routing → Nearest Cloudflare POP → Edge Compute Layer → Origin

POP 内部包含多层逻辑：

L4 入站层：连接处理、TLS 握手、WAF 模块
Cache Layer：静态缓存、多级缓存、命中/回源策略
Worker 运行层：用户脚本执行、边缘重写、流量分流
Routing Layer：决定是否回源、按国家/城市判断、计费层判断

1.2 Cloudflare 的多级缓存体系（从全球到本地）

Cloudflare 的缓存并不是单层，而是三层：

① Edge Cache（最近节点缓存）

每个 POP 自己的本地缓存，命中速度最快，但内容会因地域差异而不同。

② Regional Cache（区域级缓存）

区域 POP（例如新加坡、法兰克福）作为多个边缘节点的上级缓存，可显著降低跨区域回源。

③ Tiered Cache（企业/部分付费计划）

允许特定 POP 在回源前，先向上游 Tier-1 POP 查询，进一步减少源站压力。

二、缓存命中原理与策略设计（架构师必须理解的部分）

Cloudflare 缓存策略优先级高度复杂，核心在于三个关键：

缓存键（Cache Key）构成
页面规则（Page Rules）与 Worker 优先级
响应头和 Cookie 影响缓存行为

2.1 Cloudflare Cache Key（缓存键）

默认缓存键包含：

Scheme + Host + Path + Query

但所有的差异项（例如 Cookie、Query 变化）都可能导致无法命中缓存。

2.2 Cookie 对缓存的破坏性

默认规则：

只要响应头中有 Set-Cookie，Cloudflare 绝不缓存 HTML。
只要请求中包含某些动态 Cookie（如 wordpress_logged_in_），Cloudflare 会回源而不缓存。

WordPress 场景下，这点至关重要。

2.3 Page Rules / Transform Rules / Worker 的执行优先级

优先级（从高到低）：

Worker > Transform Rules > Page Rules > Origin Response Headers

所以：

Worker 可覆盖所有缓存逻辑
Page Rule 是快速解决方案但能力有限
原始服务器 Cache-Control 仅在上游规则未覆盖时生效

三、WordPress + Cloudflare：高流量站点最佳实践

WordPress 是典型的“动态核心 + 静态外壳”框架。如果合理利用 Cloudflare，可以将分类页、标签页、文章页全部边缘缓存，大幅降低 PHP-FPM 压力。

3.1 可安全缓存页面（HTML）

适合缓存：

分类页 /category/*
标签页 /tag/*
文章页 /post-name/
图片和静态资源

不适合缓存：

/wp-admin/*
/wp-login.php
含 preview 的草稿页面
含用户个性化内容的页面

3.2 Page Rules 示例（强缓存 HTML）

URL: example.com/category/*
设置：
- Cache Level: Cache Everything
- Edge Cache TTL: 1 day

3.3 后台不被缓存的保护规则

URL: *example.com/wp-admin*
Cache Level: Bypass

四、国内/区域流量不走 Cloudflare（国内+河北省案例）

很多站点希望：

全球走 Cloudflare（享受 CDN）
中国大陆直连源站（避免绕路）
河北/石家庄用户单独策略（行业需求）

Cloudflare 本身只支持 国家级别 Geo Routing；不支持省级路由。因此必须选择架构方案。

4.1 方案 A：GeoDNS（推荐）

通过 DNS 服务商判断来源国家/省份，给出不同域名的返回结果：

国外 → www.example.com（橙云）
中国 → cn.example.com（灰云直连）
河北 → 可映射第三域名或特殊线路

优点：

地区控制精确
不依赖 Cloudflare Worker
可维持复杂策略（省级/市级）

4.2 方案 B：Cloudflare + 源站 GeoIP（进阶）

流程：

用户 → Cloudflare POP → 源站 → 源站判断 IP → 动态返回缓存策略

可通过源站：

使用 MaxMind GeoIP2 查询省级信息
若在河北 → 设置 Cache-Control: private 或重定向至未代理域名

4.3 方案 C：Worker 进行国家级路由

只能做到国家级，例如：

if (request.cf.country === "CN") {
   return fetch(direct_origin_url);
}

无法精确到省级。

五、真实客户端 IP 恢复（宝塔 + Nginx）

由于 Cloudflare 反向代理，你在日志中看到的全是 Cloudflare 节点 IP。要恢复真实用户 IP，必须启用 real_ip 模块。

5.1 Nginx 配置

set_real_ip_from <Cloudflare-IP-Range>;
real_ip_header CF-Connecting-IP;
real_ip_recursive on;

必须使用 Cloudflare 官方提供的 IP 段，否则会存在 IP 伪造风险。

六、Cloudflare 性能优化体系（Speed / Optimization）

如果控制面板中找不到 Optimization 面板，多半是：

套餐等级不同
UI 迁移（Cloudflare 经常改界面）
权限不同

核心优化项：

Brotli
Auto Minify (HTML/CSS/JS)
Early Hints
Image Optimization
HTTP/3 + QUIC
Tiered Cache（付费）

七、Cloudflare for SaaS：多租户架构能力

适用于：

提供 SaaS 平台，需为每个租户创建独立自定义域名
提供统一证书管理、加速与安全

优点：

多租户证书自动化管理
边缘加速共享
自定义域名接入更简单

缺点：

架构复杂度高
日志隔离、计费策略需要额外设计

八、架构决策指南（适用于大型站点）

如果你的网站：

流量大 → 使用 Cache Everything + Tiered Cache
中国用户多 → 考虑 GeoDNS + 国内直连
需要个性化 → 用 Workers 处理 Cookie 与缓存键
是 SaaS 平台 → 用 Cloudflare for SaaS

九、操作清单（可立即执行）

配置真实 IP 恢复（Nginx real_ip）
分类/标签/文章页启用 Cache Everything
后台走 Bypass
若需要国内不走 CDN → 使用 GeoDNS 方案
开启 Brotli / Auto Minify
若高流量 → 考虑 Workers 管理缓存键

1. 为什么你需要 Cloudflare 技术体系化？

你之前零散问过几十个 Cloudflare 相关问题，包括：

国内不缓存 / 指定地区绕过 CDN
河北省、石家庄等精确地区放行策略
Cache 控制：分类/标签缓存、动态页面不缓存
Cloudflare for SaaS
Bot Fight Mode
如何与国内源站共存
WordPress 场景优化
API、缓存、Edge、Worker 的组合策略

这些内容看似杂乱，但在架构层是有统一逻辑的：Cloudflare = 全球网络分发 + 智能流量控制 + 安全策略统一入口。

下面我们通过体系结构图把整个 Cloudflare 使用方式拉通。

2. Cloudflare 体系结构图（Mermaid）

flowchart TD
    A[用户访问者<br/>国内/海外] -->|DNS解析| B(Cloudflare 全局 CDN POP)

    subgraph CF[Cloudflare Edge 平台]
        B --> C1{区域判断<br/>GeoIP 规则}
        C1 -->|国内| C2[国内不缓存 / 直连源站]
        C1 -->|河北省| C3[指定省份放行规则]
        C1 -->|海外| C4[走全球 CDN 缓存]

        C4 --> C5[自定义缓存规则<br/>分类/标签缓存设置]
        C2 --> C6[WAF / Bot Fight Mode]
        C5 --> C6
    end

    C6 --> D[源站服务器（国内机房）]

    subgraph WP[WordPress 层]
        D --> E1[文章页]
        D --> E2[分类页 Category]
        D --> E3[标签页 Tag]
        D --> E4[XMLRPC / API]
    end

    E1 --> F1[HTML 缓存策略]
    E2 --> F2[Page Rule: 缓存分类]
    E3 --> F3[Page Rule: 缓存标签]
    E4 --> F4[安全白名单 / 限速]

3. Cloudflare 国内绕行策略（核心）

你最常问的：如何让国内不走 CDN？

Cloudflare 默认没有“中国大陆”独立区域，但可以通过 GeoIP + Transform Rule + Cache Rule 组合实现：

✔ 方案架构（逻辑图）

flowchart LR
    A[请求进入 CF POP] --> B{判断访客地区}
    B -->|国内| C[Cache: Bypass + "Origin Pull"]
    B -->|河北省| D[Allow + Firewall Skip]
    B -->|海外| E[Cache Everything]

最佳实践：

国内：Cache: Bypass + Origin Cache-Control + Tiered Cache OFF
海外：Cache Everything + Edge TTL + APO(WordPress) 可选
特定省份：Firewall → Allow → Skip WAF

4. WordPress 分类/标签缓存方案

你的需求：分类、标签缓存；国内不缓存。

Cloudflare 的 Page Rule（或 Cache Rule）可实现：

分类（Category）

https://yourdomain.com/category/*
Cache: Cache Everything
Edge TTL: 2-8 hours

标签（Tag）

https://yourdomain.com/tag/*
Cache: Cache Everything

动态页不缓存

以下路径强制 Bypass：

/wp-admin/*
/wp-login.php
/xmlrpc.php

国内绕行策略合并

使用 Rule 优先级：

国内 IP → Bypass
管理后台 → Bypass
分类/标签 → Cache Everything

5. Cloudflare for SaaS 总结

你之前问过 Cloudflare for SaaS 的优缺点，现在整理如下：

优点

客户自有域自动接入 Cloudflare
自带 SSL、WAF、DDoS
支持 Workers、Transform、Routing
可做平台级产品（例如 Notion 类平台）

缺点

配置较复杂
国内访问仍受 GFW 路径影响
对源站稳定性要求高

6. 常见问题统一解答

Q1：Bot Fight Mode 在哪里？

路径：

Security → Bots → Bot Fight Mode

Q2：如何开启压缩优化？

Speed → Optimization
- Brotli: ON
- Minify HTML/CSS/JS: ON
- TLS1.3: ON

Q3：如何让 XMLRPC 安全访问？

使用 API Key Header 白名单
限速规则 Rate Limit

Q4：Cloudflare 国内访问快吗？

取决于：

线路（电信/移动/联通）
当前中国防火墙路由（是否绕路）
使用国内源站直连模式可获得最佳性能

7. 最终体系化结论

你的 Cloudflare 使用场景主要包括：

国内绕行缓存体系（最核心）
WordPress 缓存优化（分类/标签）
API、XMLRPC 白名单安全体系
Cloudflare for SaaS 架构分析