Salaperäiset sisältötavat tai sanotaanko sana CDN:stä

Vastuuvapauslauseke:
Tämä artikkeli ei sisällä CDN-käsitteen tunteville lukijoille aiemmin tuntemattomia tietoja, mutta se on luonteeltaan teknologiakatsauksen

Ensimmäinen web-sivu ilmestyi vuonna 1990 ja oli vain muutaman tavun kokoinen. Siitä lähtien sisältö on skaalautunut sekä laadullisesti että määrällisesti. IT-ekosysteemin kehitys on johtanut siihen, että nykyaikaiset verkkosivut mitataan megatavuissa ja trendi verkon kaistanleveyden kasvuun vain vahvistuu vuosi vuodelta. Kuinka sisällöntuottajat voivat kattaa laajan maantieteellisen mittakaavan ja tarjota käyttäjille kaikkialla nopean pääsyn tietoihin? Sisällönjakelu- ja jakeluverkostojen, jotka tunnetaan myös nimellä Content Delivery Network tai yksinkertaisesti CDN, on selviydyttävä näistä tehtävistä.

Internetissä on yhä enemmän "raskasta" sisältöä. Samaan aikaan useat tutkimukset osoittavat, että käyttäjät eivät halua käsitellä verkkopalveluita, jos niiden latautuminen kestää yli 4-5 sekuntia. Liian alhainen sivuston latausnopeus on täynnä yleisön menetystä, mikä johtaa varmasti liikenteen, konversioiden ja siten voiton vähenemiseen. Sisällönjakeluverkot (CDN) eliminoivat teoriassa nämä ongelmat ja niiden seuraukset. Mutta todellisuudessa, kuten tavallista, kaiken ratkaisevat tietyn tapauksen yksityiskohdat ja vivahteet, joita tällä alueella on paljon.

Mistä idea hajautetuista verkoista syntyi?

Aloitetaan lyhyellä retkellä historiaan ja termien määritelmiin. CDN on eri paikoissa sijaitsevien palvelinkoneiden ryhmä, joka tarjoaa pääsyn Internet-sisältöön, joka kattaa suuren määrän käyttäjiä. Hajautettujen verkkojen ideana on olla useita läsnäolopisteitä (PoP) kerralla, jotka sijaitsevat lähdepalvelimen ulkopuolella. Tällainen järjestelmä käsittelee saapuvat pyynnöt nopeammin, mikä lisää vastausta ja minkä tahansa tiedon siirtonopeutta.

Ongelma sisällön toimittamisessa käyttäjille nousi akuutisti Internetin kehityksen huipulla, ts. 90-luvun puolivälissä. Tuon ajan palvelimet, joiden suorituskyky ei yltänyt edes nykyaikaisiin lippulaivatietokoneisiin, kestivät tuskin kuormitusta eivätkä pystyneet selviytymään jatkuvasti kasvavasta liikenteestä. Microsoft käytti vuosittain satoja miljoonia dollareita tietoliikennetiehen liittyvään tutkimukseen (Bill Gatesin kuuluisa 640 KB tulee heti mieleen). Näiden ongelmien ratkaisemiseksi meidän oli käytettävä hierarkkista välimuistia, vaihdettava modeemeista valokuituoptiikkaan ja analysoitava verkon topologia yksityiskohtaisesti. Tilanne muistutti vanhaa veturia, joka ryntää kiskoilla ja matkan varrella modernisoidaan kaikin mahdollisin keinoin nopeuden lisäämiseksi.

Jo 90-luvun lopulla verkkoportaalien omistajat ymmärsivät, että kuormituksen vähentämiseksi ja vaadittujen pyyntöjen suorittamiseksi heidän oli käytettävä välipalvelimia. Näin syntyivät ensimmäiset CDN:t, jotka jakelivat staattista sisältöä eri palvelimilta, jotka ovat maantieteellisesti hajallaan ympäri maailmaa. Samoihin aikoihin syntyi hajautettuihin verkkoihin perustuva yritys. Maailman suurimmasta (ainakin yhdestä suurimmista) CDN-palveluntarjoajasta Akamaista tuli tämän alueen edelläkävijä, joka aloitti matkansa vuonna 1998. Pari vuotta myöhemmin CDN levisi laajalle, ja tulot sisällön toimituksesta ja lahjoituksista olivat kymmeniä miljoonia dollareita kuukaudessa.

Nykyään törmäämme CDN:ään joka kerta, kun menemme vilkkaille kaupallisille sivuille tai kommunikoimme sosiaalisessa mediassa. Palvelun tarjoavat: Amazon, Cloudflare, Akamai sekä monet muut kansainväliset palveluntarjoajat. Lisäksi suuret yritykset käyttävät yleensä omia CDN-verkkojaan, mikä tuo niille useita etuja sisällön toimituksen nopeuteen ja laatuun. Jos Facebookilla ei olisi hajautettuja verkkoja, vaan se tyytyisi vain Yhdysvalloissa sijaitsevaan alkuperäpalvelimeen, profiilin lataaminen Itä-Euroopan käyttäjille voisi kestää huomattavasti kauemmin.

Muutama sana CDN:stä ja suoratoistosta

FutureSource Consulting analysoi musiikkiteollisuutta ja totesi, että vuonna 2023 musiikin suoratoistopalveluiden tilausmäärä saavuttaa lähes puoli miljardia ihmistä. Lisäksi palvelut saavat yli 90 % tuloistaan ​​äänen suoratoistosta. Videon kanssa tilanne on samankaltainen: esimerkiksi leikkimään, verkkokonsertti ja verkkoelokuva ovat jo juurtuneet suosittuun sanakirjaan. Applella, Googlella, YouTubella ja monilla muilla yrityksillä on omat suoratoistopalvelut.

Varhaisessa käyttöönotossa CDN:ää käytettiin ensisijaisesti staattista sisältöä sisältäville sivustoille. Staattinen on informaatiota, joka ei muutu käyttäjän toimista, ajasta ja muista tekijöistä riippuen, esim. ei ole henkilökohtainen. Mutta suoratoistovideo- ja äänipalvelujen nousu on lisännyt toisen yleisen käyttötapauksen hajautetuille verkoille. Välityspalvelimet, jotka sijaitsevat lähellä kohdeyleisöä ympäri maailmaa, mahdollistavat vakaan pääsyn sisältöön ruuhka-aikoina, mikä eliminoi Internetin pullonkaulojen puuttumisen.

Kuinka tämä toimii

Kaikkien CDN-verkkojen ydin on suunnilleen sama: käytä välittäjiä voidaksesi toimittaa sisältöä loppukuluttajalle nopeammin. Se toimii seuraavasti: käyttäjä lähettää tiedoston latauspyynnön, jonka vastaanottaa CDN-palvelin, joka soittaa kerran alkuperäiselle palvelimelle ja antaa sisällön käyttäjälle. Samanaikaisesti CDN tallentaa tiedostoja välimuistiin tietyn ajan ja käsittelee kaikki myöhemmät pyynnöt omasta välimuististaan. Vaihtoehtoisesti he voivat myös esiladata tiedostoja lähdepalvelimelta, säätää välimuistin säilytysaikaa, pakata raskaita tiedostoja ja paljon muuta. Ihanteellisessa tilanteessa isäntä välittää koko virran CDN-solmulle, joka käyttää jo omia resurssejaan sisällön toimittamiseen käyttäjille. On sanomattakin selvää, että tiedon tehokas välimuisti sekä pyyntöjen jakaminen ei yhdelle palvelimelle vaan verkkoon johtavat tasapainoisempaan liikennekuormaan.

Toinen tärkeä CDN-toiminnan ominaisuus on tiedonsiirron viiveiden vähentäminen (tunnetaan myös nimellä RTT - meno-paluuaika). TCP-yhteyden muodostaminen, mediasisällön lataaminen, JS-tiedosto, TLS-istunnon aloittaminen, kaikki tämä riippuu pingistä. On selvää, että mitä lähempänä olet lähdettä, sitä nopeammin saat vastauksen siitä. Onhan valon nopeudellakin rajansa: noin 200 tuhatta km/s valokuidun kautta. Tämä tarkoittaa, että Moskovasta Washingtoniin viive on RTT:ssä noin 75 ms, ja tämä on ilman välilaitteiden vaikutusta.

Tässä on luettelo nykyisistä ratkaisuista ymmärtääksesi paremmin, mitä ongelmia sisällönjakeluverkostot ratkaisevat:

• Google, Yandex, MaxCDN (käytä ilmaisia ​​CDN-verkkoja JS-kirjastojen jakamiseen, niillä on yli 90 pistettä useimmissa maailman maissa);
• Cloudinary, Cloudimage, Google (asiakasoptimointipalvelut ja -kirjastot: kuvat, videot, fontit jne.);
• Jetpack, Incapsula, Swarmify jne. (resurssien optimointi sisällönhallintajärjestelmissä: bitrix, wordpress jne.);
• CDNVideo, StackPath, NGENIX, Megafon (CDN staattisen sisällön jakeluun, käytetään yleisverkkoina);
• Imperva, Cloudflare (ratkaisut verkkosivuston latautumisen nopeuttamiseen).

Luettelon 3 ensimmäistä CDN-tyyppiä on suunniteltu siirtämään vain osa liikenteestä pääpalvelimelta. Loput 2:ta käytetään täysimittaisina välityspalvelimina, jotka lähettävät kanavat kokonaan lähdeisännästä.

Kenelle ja mitä hyötyä teknologiasta on?

Teoriassa mikä tahansa verkkosivusto, joka myy tuotteitaan/palveluitaan yritysasiakkaille tai yksityishenkilöille (B2B tai B2C), voi hyötyä CDN:n käyttöönotosta. On tärkeää, että sen kohdeyleisö, ts. käyttäjäkunta oli heidän maantieteellisen sijaintinsa ulkopuolella. Mutta vaikka näin ei olisikaan, jakeluverkot auttavat kuormituksen tasapainottamisessa suurille sisältömäärille.

Ei ole mikään salaisuus, että pari tuhatta säiettä riittää tukkimaan palvelinkanavan. Siksi videolähetysten jakaminen suurelle yleisölle johtaa väistämättä pullonkaulan - Internet-kanavan kaistanleveyden - muodostumiseen. Näemme saman asian, kun verkkosivustolla on paljon pieniä, ompelemattomia kuvia (esimerkiksi tuotteiden esikatselut). Alkuperäinen palvelin käyttää yhtä TCP-yhteyttä käsitellessään minkä tahansa määrän pyyntöjä, mikä asettaa latauksen jonoon. CDN:n lisääminen edellyttää, että pyynnöt jaetaan useille toimialueille ja käytetään useita TCP-yhteyksiä, mikä vähentää kanavan kuormitusta. Ja edestakaisen matkan viivekaava, jopa surullisimmissa skenaarioissa, antaa arvon 6-7 RRT ja on muodossa: TCP+TLS+DNS. Tämä sisältää myös viiveet, jotka liittyvät laitteen radiokanavan aktivoimiseen ja signaalin lähettämiseen solutorniin.

Tehtyään yhteenvedon teknologian vahvuuksista verkkoliiketoiminnassa asiantuntijat korostavat seuraavia seikkoja:

1. Nopea infrastruktuurin skaalaus + pienempi kaistanleveys. Enemmän palvelimia = enemmän pisteitä, joihin tietoa tallennetaan. Tämän seurauksena yksi piste käsittelee vähemmän liikennettä aikayksikköä kohden, mikä tarkoittaa, että sillä voi olla vähemmän suorituskykyä. Lisäksi käyttöön tulevat optimointityökalut, joiden avulla voit selviytyä huippukuormista ilman aikaa hukkaamatta.
2. Vähemmän pingiä. Olemme jo maininneet, että ihmiset eivät halua odottaa kauan Internetissä. Siksi korkea ping edistää korkeita poistumisprosentteja. Viive voi johtua palvelimen tietojenkäsittelyongelmista, vanhojen laitteiden käytöstä tai yksinkertaisesti huonosti harkitusta verkkotopologiasta. Suurin osa näistä ongelmista on osittain ratkaistu sisällönjakeluverkostoilla. Vaikka tässä on tärkeää huomata, että todellinen hyöty tekniikan käyttöönotosta näkyy vasta, kun "kuluttajan ping" ylittää 80-90 ms, ja tämä on etäisyys Moskovasta New Yorkiin.

   

3. Tietoturva. DDos (Denial of Service virushyökkäykset) on tarkoitettu kaatamaan palvelin hyödyn saamiseksi. Yksi palvelin on paljon herkempi tietoturva-aukoille kuin hajautettu verkko (sellaisen jättiläisen, kuten CloudFlaren, infrastruktuurin asentaminen ei ole helppo tehtävä). Suodattimien käytön ja pyyntöjen asianmukaisen jakelun ansiosta voit helposti estää keinotekoisesti luodut vaikeudet päästä lailliseen tietoliikenteeseen.
4. Nopea sisällönjakelu ja lisäpalvelutoiminnot. Suurten tietomäärien jakaminen palvelinverkkoon mahdollistaa tarjouksen nopean välittämisen loppukuluttajalle. Jälleen, sinun ei tarvitse etsiä esimerkkejä kaukaa - muista vain Amazon ja AliExpress.
5. Mahdollisuus "naamioida" pääsivuston ongelmat. Sinun ei tarvitse odottaa, kunnes DNS päivitetään, voit siirtää sen uuteen paikkaan ja jakaa aiemmin välimuistissa olevaa sisältöä. Tämä puolestaan ​​voi parantaa vikasietoisuutta.

Olemme selvittäneet edut. Katsotaan nyt, mitkä markkinaraot hyötyvät tästä.

Mainostoiminta

Mainonta on edistyksen moottori. Jotta moottori ei palaisi loppuun, sitä on kuormitettava kohtuullisesti. Joten mainosala, joka yrittää selviytyä nykyaikaisen digitaalisen maailman kanssa, kohtaa "raskaan sisällön" ongelmat. Raskas media tarkoittaa multimediamainontaa (pääasiassa animoituja bannereita ja videoita), joka vaatii suurta verkon kaistanleveyttä. Multimediaa sisältävä verkkosivusto kestää kauan latautua ja saattaa jäätyä testaamalla käyttäjien hermoja. Useimmat ihmiset hylkäävät tällaiset resurssit jo ennen kuin he ovat ladanneet kaiken saatavilla olevan tiedon. Mainosyritykset voivat hyödyntää CDN-verkkoja näiden ongelmien ratkaisemiseksi.

Продажи

Sähköisen kaupankäynnin on jatkuvasti laajennettava maantieteellistä kattavuuttaan. Toinen tärkeä kohta on taistelu kilpailijoita vastaan, joita on runsaasti joka markkinasegmentillä. Jos verkkosivusto ei täytä käyttäjien vaatimuksia (mukaan lukien latautuminen kestää kauan), se ei ole suosittu eikä se pysty tuottamaan jatkuvasti korkeita tuloksia. CDN:n käyttöönoton pitäisi osoittaa etunsa eri paikoista tulevien tietopyyntöjen käsittelyssä. Liikenteen jakaminen auttaa myös estämään liikennepiikit ja niitä seuraavat palvelinhäiriöt.

Alustat viihdesisällöllä

Kaikenlaiset viihdealustat sopivat tänne elokuvien ja pelien lataamisesta videoiden suoratoistoon. Huolimatta siitä, että tekniikka toimii staattisen datan kanssa, suoratoistodata voi tavoittaa käyttäjän nopeammin toistimien kautta. Jälleen CDN-tietojen välimuisti on pelastus suurten portaalien - multimediatallennus - omistajille.

Online-pelit

Internet-pelit tulee sijoittaa erilliseen osioon. Jos mainonta vaatii suurta kaistanleveyttä, verkkoprojektit ovat vieläkin resursseja vaativampia. Palveluntarjoajat kohtaavat ongelman, jolla on kaksi puolta: palvelinten nopeus + korkean pelisuorituskyvyn varmistaminen kauniilla grafiikoilla. Online-pelien CDN tarjoaa mahdollisuuden niin sanotuille "push zones" -alueille, joissa kehittäjät voivat tallentaa pelejä käyttäjien lähellä sijaitseville palvelimille. Tämän avulla voit vähentää pääsyn nopeuden vaikutusta alkuperäiseen palvelimeen ja varmistaa siten mukavan pelaamisen kaikkialla.

Miksi CDN ei ole ihmelääke

Ilmeisistä eduista huolimatta kaikki eivät aina pyri tuomaan teknologiaa liiketoimintaansa. Miksi niin? Paradoksaalista kyllä, eduista seuraa joitain haittoja, ja lisäksi lisätään vielä pari verkon käyttöönottoon liittyvää kohtaa. Markkinoijat puhuvat kauniisti kaikista tekniikan eduista unohtaen mainita, että ne kaikki muuttuvat merkityksettömiksi monissa olosuhteissa. Jos tarkastelemme CDN:n haittoja yksityiskohtaisemmin, on syytä korostaa:

• Työskentele vain stiikan kanssa. Kyllä, useimmilla nykyaikaisilla verkkosivustoilla on pieni prosenttiosuus dynaamisesta sisällöstä. Mutta jos sivut ovat mukautettuja, CDN ei voi auttaa (paitsi ehkä suuren liikenteen purkamisen);
• Välimuistin viive. Optimointi itsessään on yksi jakeluverkkojen tärkeimmistä eduista. Mutta kun teet muutoksen alkuperäisessä palvelimessa, kestää jonkin aikaa, ennen kuin CDN palauttaa sen kaikkien palvelimiensa kautta.
• Joukkoestot. Jos CDN:n IP-osoite jostain syystä on kielletty, kaikki siinä olevat sivustot suljetaan.
• Useimmissa tapauksissa selain muodostaa kaksi yhteyttä (alkuperäpalvelimeen ja CDN:ään). Ja nämä ovat ylimääräisiä millisekunteja odottamista;
• Sitoutuminen projektien IP-osoitteisiin (mukaan lukien ei-olemassa olevat), jotka on aiemmin määritetty sille. Tämän seurauksena saamme monimutkaisia ​​sijoituksia Google-hakuboteista ja vaikeuksia nostaa sivustoa kärkeen SEO-promootiokampanjan aikana;
• CDN-solmu on mahdollinen vikakohta. Jos käytät niitä, on tärkeää ymmärtää etukäteen, miten järjestelmän reititys toimii ja mitä virheitä voi esiintyä työskennellessäsi sivuston kanssa;
• Se on tylsää, mutta joudut maksamaan sisällönjakelupalveluista. Yleensä kustannukset ovat verrannollisia liikenteen määrään, mikä tarkoittaa, että valvontaa voidaan tarvita budjetin suunnittelussa.

Tärkeä tosiasia: edes CDN:n läheisyys käyttäjään ei takaa alhaista pingiä. Reitti voidaan rakentaa asiakkaalta toisessa maassa tai jopa toisella mantereella sijaitsevalle isännälle. Tämä riippuu tietyn verkon reitityskäytännöstä ja sen suhteesta teleoperaattoreihin (peering). Monilla suurilla CDN-palveluntarjoajilla on useita suunnitelmia, joissa kustannukset vaikuttavat suoraan läsnäolopisteen läheisyyteen toimitettaessa sisältöä kohdekäyttäjille.

Mahdollisuuksia on – käynnistä oma CDN

Oletko tyytymätön sisällönjakeluverkkopalveluita tarjoavien yritysten politiikkaan, mutta yrityksesi tarvitsee laajentumista? Jos mahdollista, mikset kokeilisi käynnistää oma CDN. Tämä on järkevää seuraavissa tapauksissa:

• Nykyiset sisällönjakelun kustannukset eivät vastaa odotuksia eivätkä ole taloudellisesti perusteltuja;
• Tarvitsemme pysyvän välimuistin, joka ei ole lähellä muita palvelimen ja kanavan sivustoja;
• Kohdeyleisö on alueella, jolla ei ole käytettävissäsi CDN-pisteitä.
• Tarve mukauttaa asetuksia sisältöä toimitettaessa;
• Dynaamisen sisällön toimittamista on nopeutettava.
• Epäilyt käyttäjien yksityisyyden loukkaamisesta ja muista laittomista toimista kolmansien osapuolten palveluissa.

CDN:n käynnistäminen edellyttää verkkotunnuksen nimeä, useita palvelimia eri alueilla (virtuaalisia tai omistettuja) ja pyyntöjenkäsittelytyökalua. Älä unohda asentaa SLL-varmenteita, asentaa ja muokata staattista sisältöä palvelevia ohjelmia (Nginx tai Apache) ja valvoa tehokkaasti koko järjestelmää.

Välimuistipalvelinten oikea konfigurointi on erillisen artikkelin aihe, joten emme kuvaile tässä yksityiskohtaisesti: missä ja mikä parametri asetetaan oikein. Kun otetaan huomioon käynnistyskustannukset ja verkon käyttöönottoon kuluva aika, valmiiden ratkaisujen käyttö voi olla lupaavampaa. Mutta on tarpeen ohjata nykyistä tilannetta ja suunnitella useita askeleita eteenpäin.

Sillä seurauksella, että

CDN on joukko lisäkapasiteettia liikenteen välittämiseksi massoille. Tarvitaanko niitä verkkoliiketoimintaan? Kyllä ja ei, kaikki riippuu siitä, mille yleisölle sisältö on tarkoitettu ja mitä tavoitteita yrityksen omistaja tavoittelee.

Alueelliset ja pitkälle erikoistuneet hankkeet saavat CDN:n toteuttamisesta enemmän haittoja kuin etuja. Pyynnöt tulevat edelleen ensin lähdepalvelimelle, mutta välittäjän kautta. Tästä syystä pingin epäilyttävä aleneminen, mutta melko selvät kuukausikulut palvelun käytöstä. Jos sinulla on hyvät verkkolaitteet, voit helposti parantaa olemassa olevia tietoturva-algoritmeja, sijoittaa palvelimesi lähemmäksi käyttäjiä ja saada optimointia ja voittoja ilmaiseksi jatkuvasti.

Mutta kenen välipalvelimia todella pitäisi ajatella, ovat suuret yritykset, joiden infrastruktuuri ei kestä jatkuvasti kasvavaa liikennevirtaa. CDN näyttää itsensä täydellisesti teknologiana, jonka avulla voit nopeasti ottaa verkon käyttöön laajalle käyttäjäalueelle, tarjota mukavaa pilvipelaamista tai myydä tavaroita suurella kaupallisella alustalla.

Mutta myös laajalla maantieteellisellä yleisöllä on tärkeää ymmärtää etukäteen, miksi sisällönjakeluverkostoja tarvitaan. Verkkosivuston kiihdytys on edelleen monimutkainen tehtävä, jota ei voi taikuudella ratkaista CDN:n avulla. Älä unohda sellaisia ​​tärkeitä ominaisuuksia kuin: cross-platform, mukautuvuus, palvelinosan optimointi, koodi, renderöinti jne. Alustava tekninen auditointi ja riittävät toimenpiteet ongelmien poistamiseksi ovat edelleen optimaalinen ratkaisu mihin tahansa verkkoprojektiin sen painopisteestä ja laajuudesta riippumatta.

Mainonnan oikeuksista

Voit tilata heti tehokkaita palvelimiajotka käyttävät uusimpia prosessoreita AMD Epyc. Joustavat suunnitelmat – 1 CPU-ytimestä mielettömään 128 CPU-ytimeen, 512 Gt RAM-muistia, 4000 Gt NVMe:tä.

Lähde: will.com