Sisuteed on uurimatud või ütleme mõne sõna CDN-i kohta

Vastutusest loobumine:
See artikkel ei sisalda CDN-i kontseptsiooniga tuttavatele lugejatele varem tundmatut teavet, kuid see on tehnoloogia ülevaate olemus

Esimene veebileht ilmus 1990. aastal ja selle suurus oli paar baiti. Sellest ajast alates on sisu nii kvalitatiivselt kui ka kvantitatiivselt skaleeritud. IT-ökosüsteemi areng on viinud selleni, et tänapäevaseid veebilehti mõõdetakse megabaitides ja trend võrgu ribalaiuse suurendamise suunas muutub iga aastaga aina tugevamaks. Kuidas saavad sisupakkujad katta suuri geograafilisi ulatuseid ja pakkuda kasutajatele kõikjal kiiret juurdepääsu teabele? Nende ülesannetega peaksid tegelema sisu edastamise ja levitamise võrgud, need on ka sisu edastamise võrgustik või lihtsalt CDN.

Internetis on üha rohkem "rasket" sisu. Samas näitavad arvukad uuringud, et kasutajad ei taha veebiteenustega tegeleda, kui neid laadida kauem kui 4-5 sekundit. Liiga madal saidi laadimiskiirus on täis vaatajaskonna kaotust, mis toob kindlasti kaasa liikluse, konversioonide ja seega ka kasumi vähenemise. Sisu edastamise võrgud (CDN-id) vabanevad teoreetiliselt nendest probleemidest ja nende tagajärgedest. Kuid tegelikkuses, nagu ikka, otsustavad kõik konkreetse juhtumi detailid ja nüansid, mida selles vallas on küllaga.

Kust tuli hajutatud võrkude idee?

Alustame põgusa ekskursiga terminite ajaloost ja definitsioonidest. CDN on erinevates kohtades paiknevate serverimasinate rühma võrk, et pakkuda juurdepääsu Interneti-sisule, mis hõlmab suurt hulka kasutajaid. Hajutatud võrkude idee seisneb mitme kohalolekupunkti (PoP) olemasolus korraga, mis asuvad väljaspool lähteserverit. Selline süsteem töötleb sissetulevate päringute massiivi kiiremini, suurendades reageerimist ja andmete edastamise kiirust.

Probleem sisu kasutajateni jõudmisega tekkis teravalt interneti arengu tippajal, s.o. 90ndate keskel. Toonased serverid, mille jõudlus ei küündinud isegi tänapäeva lipulaevade sülearvutiteni, pidasid vaevalt vastu koormust ega suutnud toime tulla järjest suureneva liiklusega. Microsoft kulutas igal aastal sadu miljoneid dollareid teabe kiirteega seotud uurimistööle (mõelge vaid Bill Gatesi kuulsale 640 KB-le). Nende probleemide lahendamiseks oli vaja kasutada hierarhilist vahemällu, lülituda modemitelt fiiberoptikale ja analüüsida üksikasjalikult võrgu topoloogiat. Olukord meenutas vana vedurit, mis kihutab mööda rööpaid ja on kõigi vahenditega kaasajastatud, et teel kiirust tõsta.

Juba 90ndate lõpus mõistsid veebiportaalide omanikud, et koormuse vähendamiseks ja vajalike päringute esitamiseks tuleks kasutada vaheservereid. Nii tekkis esimene CDN, mis levitas staatilist sisu erinevatest serveritest, mis on geograafiliselt üle maailma laiali. Umbes samal ajal ilmus ka hajutatud võrkude äri. Maailma suurim (vähemalt üks suurimaid) CDN-i pakkuja Akamai on selles valdkonnas olnud pioneer alates 1998. aastast. Paar aastat hiljem muutus CDN peavooluks ning tulu sisu edastamisest ja hüvitisest ulatus iga kuu kümnete miljonite dollariteni.

Tänapäeval kohtame CDN-i iga kord, kui läheme suure liiklusega kommertslehele või suhtleme suhtlusvõrgustikes. Teenust pakuvad: Amazon, Cloudflare, Akamai, aga ka paljud teised rahvusvahelised pakkujad. Lisaks kipuvad suured ettevõtted kasutama oma CDN-i, mis annab neile sisu edastamise kiiruse ja kvaliteedi osas mitmeid eeliseid. Kui Facebookil poleks hajutatud võrke, kuid ta oleks rahul oma USA-s asuva lähteserveriga, võib Ida-Euroopa kasutajatel kuluda oma profiili laadimiseks palju kauem aega.

Paar sõna CDN-i ja voogesituse kohta

Agentuur FutureSource Consulting viis läbi muusikatööstuse analüüsi ja jõudis järeldusele, et 2023. aastal jõuab muusika voogedastusteenuste tellimuste arv ligi poole miljardi inimeseni. Lisaks saavad teenused rohkem kui 90% oma sissetulekust heli voogesitusest. Videoga on olukord sarnane, populaarses leksikonis on juba fikseeritud sellised terminid nagu: letsplay, online kontsert ja online kino. Apple'il, Google'il, YouTube'il ja paljudel teistel ettevõtetel on oma voogedastusteenused.

Alguses kasutati CDN-i peamiselt staatilise sisuga saitide jaoks. Staatiliseks informatsiooniks nimetatakse infot, mis ei muutu sõltuvalt kasutaja tegevusest, ajast ja muudest teguritest, s.t. ei ole isikupärastatud. Kuid voogesituse video- ja heliteenuste areng on lisanud hajutatud võrkude kasutamiseks veel ühe levinud stsenaariumi. Vahendajaserverid, olles sihtrühmale lähedal üle maailma, võimaldavad pakkuda tippperioodil stabiilset juurdepääsu sisule, kõrvaldades Interneti kitsaskohtade puudumise.

Kuidas see töötab

Kõigi CDN-ide olemus on ligikaudu sama: kasutada vahendajaid, et oleks võimalik kiiremini sisu lõpptarbijani toimetada. See toimib järgmiselt: kasutaja saadab faili allalaadimise taotluse, selle võtab vastu CDN-server, mis pöördub ühekordselt algserveri poole ja tagastab sisu kasutajale. Paralleelselt sellega salvestab CDN failid teatud aja jooksul vahemällu ja töötleb kõik järgnevad päringud oma vahemälust. Valikuliselt saavad nad ka faile lähteserverist eellaadida, vahemälu aegumist reguleerida, raskeid faile tihendada ja palju muud. Ideaalseimas olukorras edastab host kogu voo CDN-i sõlmele, mis kasutab sisu kasutajatele edastamiseks juba oma ressursse. On ütlematagi selge, et teabe tõhus vahemällu salvestamine, aga ka päringute jagamine mitte ühte serverisse, vaid võrku, toob kaasa tasakaalustatuma liikluskoormuse.

CDN-i teine ​​oluline omadus on andmeedastuse viivituste vähendamine (need on ka RTT - edasi-tagasi reisi aeg). TCP-ühenduse loomine, meediumisisu allalaadimine, JS-fail, TLS-i seansi käivitamine, kõik sõltub pingist. Ilmselgelt mida lähemal allikale oled, seda kiiremini saad sealt vastuse. On ju isegi valguse kiirusel oma piir: umbes 200 75 km/s läbi optilise kiu. See tähendab, et Moskvast Washingtoni on RTT-s viivitus umbes XNUMX ms ja seda ilma vaheseadmete mõjuta.

Selleks, et paremini mõista, milliseid ülesandeid sisu jaotusvõrgud lahendavad, on siin nimekiri tänapäeval asjakohastest lahendustest:

• Google, Yandex, MaxCDN (nad kasutavad JS-i teekide levitamiseks tasuta CDN-e, neil on enamikus maailma riikides rohkem kui 90 kohalolekupunkti);
• Cloudinary, Cloudimage, Google (kliendipoolsed optimeerimisteenused ja teegid: pildid, videod, fondid jne);
• Jetpack, Incapsula, Swarmify jne. (ressursside optimeerimine sisuhaldussüsteemides: bitrix, wordpress jne);
• CDNVideo, StackPath, NGENIX, Megafon (CDN staatilise sisu levitamiseks, kasutatakse üldotstarbeliste võrkudena);
• Imperva, Cloudflare (lahendused veebisaidi laadimise kiirendamiseks).

Esimesed 3 CDN-i tüüpi ülaltoodud loendist on mõeldud ainult osa liiklusest edastamiseks põhiserverist. Ülejäänud kahte kasutatakse täielike puhverserveritena koos täieliku kanalisatsiooniga lähtehostist.

Kellele ja millist kasu tehnoloogia pakub?

Teoreetiliselt saavad CDN-i rakendamisest kasu kõik saidid, mis müüvad oma tooteid/teenuseid äriklientidele või eraisikutele (B2B või B2C). Oluline on, et selle sihtrühm st. kasutajaskond oli väljaspool nende geograafilist asukohta. Kuid isegi kui see nii ei ole, aitavad jaotusvõrgud suurte sisumahtude puhul koormust tasakaalustada.

Pole saladus, et serverikanali täitmiseks piisab paarist tuhandest lõimest. Seetõttu toob videoedastuse laiemale avalikkusele levitamine paratamatult kaasa kitsaskoha – internetikanali ribalaiuse – tekke. Sama näeme ka siis, kui saidil on palju väikseid liimimata pilte (näiteks kaupade eelvaated). Algserver kasutab suvalise arvu päringute töötlemiseks ühte TCP-ühendust, mis seab allalaadimise järjekorda. CDN-i lisamine toob kaasa vajaduse levitada päringuid mitmele domeenile ja kasutada mitut TCP-ühendust, laadides kanali maha. Ja edasi-tagasi valem annab isegi kõige kurvematel juhtudel väärtuseks 6-7 RRT ja võtab kujul: TCP + TLS + DNS. Samuti on õiglane lisada siia viivitused, mis on seotud seadme raadiokanali aktiveerimisega ja signaali edastamisega mobiilimastides.

Tehnoloogia tugevusi Interneti-äri jaoks kokku võttes tõstavad eksperdid esile järgmised punktid:

1. Kiire infrastruktuuri skaleerimine + ribalaiuse vähendamine. Rohkem servereid = rohkem punkte, kus teavet salvestatakse. Selle tulemusena töötleb üks punkt vähem liiklust ajaühiku kohta, mis tähendab, et sellel võib olla väiksem ribalaius. Lisaks tulevad mängu optimeerimistööriistad, mis võimaldavad tippkoormusega toime tulla ilma aega raiskamata.
2. Vähem pingi. Oleme juba maininud, et inimestele ei meeldi Internetis kaua oodata. Seetõttu aitab kõrge ping kõrgele põrkemäärale kaasa. Viivituse põhjuseks võivad olla probleemid andmete töötlemisel serveris, vanade seadmete kasutamine või lihtsalt halvasti läbimõeldud võrgutopoloogia. Enamiku nendest probleemidest lahendavad osaliselt sisu jaotusvõrgud. Kuigi siinkohal on oluline märkida, et tegelik kasu tehnoloogia kasutuselevõtust on nähtav alles siis, kui "tarbija ping" ületab 80-90 ms ja see on vahemaa Moskvast New Yorkini.

   

3. Andmete turvalisus. DDos (teenuste keelamise viiruse rünnakud) on suunatud serveri kokkujooksmisele, et sellest mingit kasu saada. Üks server on infoturbe haavatavuste suhtes palju haavatavam kui hajutatud võrk (sellise hiiglase nagu CloudFlare taristu paigaldamine pole lihtne ülesanne). Tänu filtrite kasutamisele ja päringute pädevale jaotusele üle võrgu saab kunstlikult tekitatud raskusi legitiimsele liiklusele juurdepääsul hõlpsasti ära hoida.
4. Sisu kiire levitamine ja lisateenuste funktsioonid. Suure hulga teabe levitamine serverivõrku võimaldab teil pakkumise kiiresti lõpptarbijale edastada. Näidete jaoks pole jällegi vaja kaugele minna – pidage meeles Amazoni ja Aliexpressi.
5. Võimalus "maskeerida" põhisaidiga seotud probleeme. Pole vaja oodata DNS-i värskendamist, saate selle uude asukohta üle kanda koos varem vahemällu salvestatud sisu levitamisega. See võib omakorda parandada veataluvust.

Sai aru eelistest. Ja nüüd vaatame, milliseid nišše see on kasulik.

Reklaamiäri

Reklaam on progressi mootor. Ja et mootor läbi ei põleks, tuleb seda mõõdukalt laadida. Seega seisab reklaamiäri, mis üritab kohaneda kaasaegse digimaailmaga, silmitsi „raske sisu” probleemidega. Raske viitab multimeediumreklaamile (enamasti animeeritud bännerid ja videod), mis nõuavad suurt võrgu ribalaiust. Multimeediaga veebisaidi laadimine võtab kaua aega ja võib tarduda, pannes kasutajate närvid proovile. Enamik keeldub sellistest ressurssidest isegi enne, kui nad on kogu saadaoleva teabe alla laadinud. Reklaamiettevõtted saavad nende probleemide lahendamiseks kasutada CDN-e.

Müük

E-kaubandus vajab pidevat geograafilise ulatuse laiendamist. Teine oluline punkt on võitlus konkurentidega, keda on igas turusegmendis küllaga. Kui veebisait ei vasta kasutaja nõuetele (sh laadimine võtab kaua aega), ei ole see populaarne ega suuda tuua püsivalt kõrgeid konversioone. CDN-i juurutamine peaks näitama oma eeliseid erinevatest asukohtadest pärit andmepäringute käsitlemisel. Samuti aitab liikluse jaotamine vältida selle purunemisi ja hilisemaid tõrkeid serveris.

Meelelahutussisu saidid

Siia sobivad kõikvõimalikud meelelahutusplatvormid alates filmide ja mängude allalaadimisest lõpetades video voogedastusega. Vaatamata sellele, et tehnoloogia töötab staatilise vooluga, jõuavad voogedastusandmed repiiterite kaudu kiiremini kasutajani. Jällegi, CDN-teabe vahemällu salvestamine on suurte meediumisalvestusportaalide omanike jaoks elupäästja.

Online mängud

Interneti-mängud tuleb välja võtta eraldi lõigus. Kui reklaam vajab rohkem ribalaiust, on veebiprojektid veelgi ressursinõudlikumad. Pakkujad seisavad silmitsi probleemiga, millel on kaks külge: serveritele juurdepääsu kiirus + suure mängujõudluse pakkumine kauni graafikaga. Interneti-mängude CDN on võimalus omada nn push-tsoone, kus arendajad saavad salvestada mänge kasutajate läheduses asuvatesse serveritesse. See võimaldab teil vähendada lähteserverile juurdepääsu kiiruse mõju ja pakkuda seetõttu kõikjal mugavat mängimist.

Miks CDN pole imerohi?

Vaatamata ilmsetele eelistele ei püüa mitte kõik ja mitte alati oma ettevõttesse tehnoloogiat tutvustada. Miks nii? Paradoksaalsel kombel tulenevad mõned miinused eelistest, lisaks lisandub veel paar punkti seoses võrgu kasutuselevõtuga. Turundajad räägivad ilusti kõigist tehnoloogia eelistest, unustades mainida, et need kõik kaotavad oma tähenduse paljudes tingimustes. Kui kaalume üksikasjalikumalt CDN-i puudusi, siis tasub esile tõsta:

• Töötage ainult staatilise elektriga. Jah, enamikul kaasaegsetel saitidel on dünaamilise sisu protsent väike. Kuid kui lehed on isikupärastatud, ei saa CDN kuidagi aidata (kui see just suurt liiklust maha ei laadi);
• Vahemälu viivitus. Optimeerimine ise on jaotusvõrkude üks peamisi eeliseid. Kui aga lähteserveris tehakse muudatus, kulub aega, enne kui CDN selle kõigis serverites uuesti vahemällu salvestab;
• Massiline blokeerimine. Kui CDN-i IP-aadress on mingil põhjusel keelatud, suletakse kõik sellel hostitud saidid;
• Enamikul juhtudel loob brauser kaks ühendust (lähteserveriga ja CDN-iga). Ja need on täiendavad millisekundid ootamist;
• Eelnevalt sellele määratud projektide (ka olematute) IP-aadressiga sidumine. Selle tulemusena saame Google'i otsingurobotidest keerulise järjestuse ja raskusi saidi esikoha toomisega SEO reklaamimise ajal;
• CDN-sõlm on potentsiaalne tõrkekoht. Kui kasutate neid, on oluline eelnevalt aru saada, kuidas süsteemi marsruutimine töötab ja millised vead võivad saidiga töötamisel tekkida;
• Tavatu, kuid sisu edastamise teenuste eest tuleb maksta. Põhimõtteliselt on kulud proportsionaalsed liikluse mahuga, mis tähendab, et eelarve planeerimiseks võib vaja minna kontrolli.

Oluline fakt: isegi CDN-i lähedus kasutajale ei taga madalat pingi. Marsruudi koostamist saab teha kliendilt teises riigis või isegi teisel kontinendil asuva hostini. See sõltub konkreetse võrgu marsruutimise poliitikast ja selle suhetest sideoperaatoritega (peering). Paljudel suurtel CDN-i pakkujatel on mitu tariifi, mille hind mõjutab sihtkasutajatele sisu edastamisel otseselt kohalolekupunkti lähedust.

Võimalusi on – käivitage oma CDN

Kas pole rahul sisulevivõrguteenuseid pakkuvate ettevõtete poliitikaga, kuid äri vajab laienemist? Kui võimalik, siis miks mitte proovida käivitada oma CDN. See on mõttekas järgmistel juhtudel:

• Praegused sisu levitamise kulud ei õigusta nende ootusi ega ole majanduslikult põhjendatud;
• Teil on vaja püsivat vahemälu, ilma naabriteta serveris ja kanalis teiste saitidega;
• Sihtrühm asub piirkonnas, kus teile puuduvad CDN-ide asukohapunktid;
• Seadete isikupärastamise vajadus sisu edastamisel;
• See on vajalik dünaamilise sisu edastamise kiirendamiseks;
• Kahtlused kasutaja privaatsuse rikkumises ja muudes kolmandate osapoolte teenuste ebaseaduslikes tegevustes.

CDN-i käitamiseks on vaja domeeninime, mitut serverit erinevates piirkondades (virtuaalne või pühendatud) ja päringu töötlemise tööriist. Ärge unustage SLL-sertifikaatide installimist, staatilise sisu (Nginx või Apache) teenindamiseks mõeldud programmide seadistamist ja redigeerimist ning kogu süsteemi tõhusat jälgimist.

Vahemällu salvestavate puhverserverite õiget konfigureerimist käsitletakse eraldi artiklis, mistõttu me siin üksikasjalikult ei kirjelda: kus ja milline parameeter tuleks õigesti seadistada. Arvestades käivitamiskulusid ja võrgu juurutamiseks kuluvat aega, võib valmislahenduste kasutamine olla paljulubavam. Kuid tuleb juhinduda hetkeolukorrast ja planeerida mitu sammu ette.

Mille tulemusena

CDN on lisavõimsuste komplekt teie liikluse massidele edastamiseks. Kas need on Interneti-äri jaoks vajalikud? Jah ja ei, kõik sõltub sellest, millisele vaatajaskonnale on sisu mõeldud ja milliseid eesmärke ettevõtte omanik taotleb.

Piirkondlikud ja väga spetsiifilised projektid saavad CDN-i rakendamisest rohkem puudusi kui eeliseid. Päringud tulevad ikkagi esmalt allikaserverisse, kuid vahendaja kaudu. Sellest ka kahtlane pingi vähenemine, kuid üsna kindlad igakuised kulud teenuse kasutamise eest. Kui teil on hea võrguvarustus, saate hõlpsalt täiustada olemasolevaid infoturbe algoritme, paigutada oma servereid kasutajatele lähemale ning saada pidevalt tasuta optimeerimisi ja kasumit.

Kes aga tegelikult peaks vaheserveritele mõtlema, on suurettevõtted, kelle infrastruktuur ei tule toime järjest kasvava liiklusvooga. CDN näitab end tehnoloogiana, mis võimaldab teil võrgu kiiresti juurutada laiale kasutajate geograafiale, pakkuda mugavat pilvemängu või müüa kaupu suurel kommertsplatvormil.

Kuid isegi laia vaatajaskonna geograafia korral on oluline eelnevalt aru saada, milleks sisu levitamisvõrke täpselt vaja on. Veebisaidi kiirendamine on endiselt keeruline ülesanne, mida ei saa CDN-i rakendamisega võluväel lahendada. Ärge unustage selliseid olulisi funktsioone nagu: platvormideülene, kohanemisvõime, serveri poole optimeerimine, kood, renderdamine jne. Esialgne tehniline audit ja adekvaatsed parandusmeetmed on endiselt parim lahendus iga veebiprojekti jaoks, olenemata selle suunast ja ulatusest.

Reklaamide õiguste kohta

Hetkel saab tellida võimsad serveridmis kasutavad uusimaid protsessoreid amd epyc. Paindlikud kiirused – alates 1 protsessorituumast kuni meeletu 128 protsessorituumani, 512 GB muutmälu, 4000 GB NVMe.

Allikas: www.habr.com