As formas misteriosas de contido ou digamos unha palabra sobre CDN

Exención de responsabilidade:
Este artigo non contén información previamente descoñecida para os lectores familiarizados co concepto de CDN, pero ten a natureza dunha revisión tecnolóxica

A primeira páxina web apareceu en 1990 e tiña uns poucos bytes de tamaño. Desde entón, o contido escalou tanto cualitativamente como cuantitativamente. O desenvolvemento do ecosistema informático levou a que as páxinas web modernas se midan en megabytes e a tendencia ao aumento do ancho de banda da rede só se fortalece cada ano. Como poden os provedores de contido cubrir grandes escalas xeográficas e proporcionar aos usuarios de todas partes acceso á información de alta velocidade? As redes de distribución e distribución de contidos, tamén coñecidas como Content Delivery Network ou simplemente CDN, deben facer fronte a estas tarefas.

Cada vez hai máis contido "pesado" en Internet. Ao mesmo tempo, numerosos estudos demostran que os usuarios non queren tratar cos servizos web se tardan máis de 4-5 segundos en cargarse. Unha velocidade de carga demasiado baixa do sitio está chea de perda de audiencia, o que sen dúbida levará a unha diminución do tráfico, a conversión e, polo tanto, o beneficio. As redes de distribución de contidos (CDN), en teoría, eliminan estes problemas e as súas consecuencias. Pero en realidade, como é habitual, todo está decidido polos detalles e matices dun caso concreto, dos que abundan neste ámbito.

De onde xurdiu a idea das redes distribuídas?

Comecemos cunha breve excursión á historia e ás definicións de termos. CDN é unha rede dun grupo de máquinas servidores situadas en diferentes localizacións para proporcionar acceso a contidos de Internet que cobren un gran número de usuarios. A idea das redes distribuídas é ter varios puntos de presenza (PoP) á vez, que estean situados fóra do servidor de orixe. Este sistema procesará a matriz de solicitudes entrantes máis rápido, aumentando a resposta e a velocidade de transferencia de calquera dato.

O problema coa entrega de contidos aos usuarios xurdiu de xeito agudo no momento álxido do desenvolvemento de Internet, é dicir. a mediados dos 90. Os servidores daquela, cuxo rendemento non chegaba nin sequera aos portátiles insignia modernos, case non podían soportar a carga e non podían facer fronte ao tráfico cada vez maior. Microsoft gastou centos de millóns de dólares anuais en investigacións relacionadas coa autoestrada da información (de inmediato vénme á cabeza os famosos 640 KB de Bill Gates). Para resolver estes problemas, tivemos que utilizar o caché xerárquico, cambiar de módems a fibra óptica e analizar a topoloxía da rede en detalle. A situación recordaba a unha vella locomotora, que corre polos carrís e polo camiño modernízase por todos os medios posibles para aumentar a velocidade.

Xa a finais dos 90, os propietarios de portais web déronse conta de que para reducir a carga e proporcionar as solicitudes necesarias, necesitaban utilizar servidores intermediarios. Así apareceron os primeiros CDN, distribuíndo contido estático de diferentes servidores espallados xeograficamente polo mundo. Ao mesmo tempo apareceu un negocio baseado en redes distribuídas. O provedor de CDN máis grande (polo menos un dos máis grandes) do mundo, Akamai, converteuse nun pioneiro nesta área, comezando a súa andaina en 1998. Un par de anos despois, a CDN xeneralizouse e os ingresos derivados da entrega de contidos e contribucións ascenderon a decenas de millóns de dólares mensuais.

Hoxe atopámonos cunha CDN cada vez que imos a unha páxina comercial de alto tráfico ou nos comunicamos nas redes sociais. O servizo é ofrecido por: Amazon, Cloudflare, Akamai, así como moitos outros provedores transnacionais. Ademais, as grandes empresas adoitan utilizar as súas propias CDN, o que lles proporciona unha serie de vantaxes na velocidade e calidade da entrega de contidos. Se Facebook non tivese redes distribuídas, senón que se contentara cun servidor de orixe situado nos Estados Unidos, podería tardar moito máis tempo en cargar un perfil para os usuarios de Europa do Leste.

Algunhas palabras sobre CDN e streaming

FutureSource Consulting analizou a industria musical e concluíu que en 2023 o número de subscricións aos servizos de transmisión de música chegará a case medio billón de persoas. Ademais, os servizos recibirán máis do 90% dos seus ingresos da transmisión de audio. A situación co vídeo é semellante; termos como imos xogar, concerto en liña e cine en liña xa se afianzaron no léxico popular. Apple, Google, YouTube e moitas outras empresas teñen os seus propios servizos de streaming.

Na súa primeira introdución, CDN utilizouse principalmente para sitios con contido estático. Estática é a información que non cambia dependendo das accións do usuario, do tempo e doutros factores, é dicir. non é personalizado. Pero o auxe dos servizos de streaming de vídeo e audio engadiu outro caso de uso común para as redes distribuídas. Os servidores intermediarios, situados preto do público obxectivo en todo o mundo, permiten proporcionar un acceso estable ao contido durante os períodos de máxima carga, eliminando a falta de embotellamentos en Internet.

Chat isto

A esencia de todas as CDN é aproximadamente a mesma: utilizar intermediarios para poder entregar contido ao consumidor final máis rápido. Funciona do seguinte xeito: o usuario envía unha solicitude para descargar un ficheiro, é recibido polo servidor CDN, que fai unha chamada única ao servidor orixinal e dálle o contido ao usuario. Paralelamente, a CDN almacena en caché os ficheiros durante un período de tempo determinado e procesa todas as solicitudes posteriores desde a súa propia caché. Opcionalmente, tamén poden precargar ficheiros desde o servidor de orixe, axustar o período de retención da caché, comprimir ficheiros pesados ​​e moito máis. Na situación máis ideal, o host pasa todo o fluxo a un nodo CDN, que xa está utilizando os seus propios recursos para entregar contido aos usuarios. Sobra dicir que o caché efectivo da información, así como a distribución de solicitudes non a un servidor, senón á rede, levará a unha carga de tráfico máis equilibrada.

A segunda característica importante do funcionamento da CDN é a redución dos atrasos na transmisión de datos (tamén coñecido como RTT - tempo de ida e volta). Establecer unha conexión TCP, descargar contido multimedia, un ficheiro JS, iniciar unha sesión TLS, todo isto depende do ping. Obviamente, canto máis preto esteas da fonte, máis rápido podes obter unha resposta dela. Despois de todo, ata a velocidade da luz ten o seu límite: uns 200 mil km/s a través da fibra óptica. Isto significa que de Moscova a Washington o atraso será duns 75 ms en RTT, e isto sen a influencia de equipos intermedios.

Para comprender mellor que problemas solucionan as redes de distribución de contidos, aquí tes unha lista de solucións actuais:

• Google, Yandex, MaxCDN (usan CDN gratuítos para distribuír bibliotecas JS, teñen máis de 90 puntos de presenza na maioría dos países do mundo);
• Cloudinary, Cloudimage, Google (servizos de optimización de clientes e bibliotecas: imaxes, vídeos, fontes, etc.);
• Jetpack, Incapsula, Swarmify, etc. (optimización de recursos en sistemas de xestión de contidos: bitrix, wordpress, etc.);
• CDNVideo, StackPath, NGENIX, Megafon (CDN para distribuír contido estático, usado como redes de propósito xeral);
• Imperva, Cloudflare (solucións para acelerar a carga do sitio web).

Os 3 primeiros tipos de CDN da lista están deseñados para transferir só parte do tráfico do servidor principal. Os 2 restantes utilízanse como servidores proxy completos con transmisión completa de canles desde o servidor de orixe.

A quen e que beneficios proporciona a tecnoloxía?

En teoría, calquera sitio web que venda os seus produtos/servizos a clientes corporativos ou individuos (B2B ou B2C) pode beneficiarse da implementación dunha CDN. É importante que o seu público obxectivo, é dicir. a base de usuarios estaba fóra da súa localización xeográfica. Pero aínda que este non sexa o caso, as redes de distribución axudarán a equilibrar a carga para grandes volumes de contido.

Non é ningún segredo que un par de miles de fíos son suficientes para obstruír unha canle de servidor. Polo tanto, a distribución de emisións de vídeo ao público en xeral levará inevitablemente á formación dun pescozo de botella: o ancho de banda da canle de Internet. Vemos o mesmo cando hai moitas imaxes pequenas e sen costura nun sitio web (previsualizacións de produtos, por exemplo). O servidor de orixe usa unha conexión TCP ao procesar calquera número de solicitudes, o que poñerá en cola a descarga. Engadir un CDN fai necesario distribuír as solicitudes en varios dominios e usar varias conexións TCP, aliviando a carga da canle. E a fórmula de atraso de ida e volta, mesmo nos escenarios máis tristes, dá un valor de 6-7 RRT e toma a forma: TCP+TLS+DNS. Isto tamén inclúe os atrasos asociados coa activación da canle de radio no dispositivo e a transmisión do sinal ás torres de telefonía móbil.

Despois de resumir os puntos fortes da tecnoloxía para os negocios en liña, os expertos destacan os seguintes puntos:

1. Ampliación rápida da infraestrutura + ancho de banda reducido. Máis servidores = máis puntos onde se almacena a información. Como resultado, un punto procesa menos tráfico por unidade de tempo, o que significa que pode ter menos rendemento. Ademais, entran en xogo ferramentas de optimización, que che permiten facer fronte aos picos de carga sen perder tempo.
2. Menos ping. Xa mencionamos que á xente non lle gusta esperar moito en Internet. Polo tanto, un ping alto contribúe a altas taxas de rebote. O atraso pode ser causado por problemas co procesamento de datos no servidor, o uso de equipos antigos ou simplemente unha topoloxía de rede mal pensada. A maioría destes problemas son parcialmente resoltos polas redes de distribución de contidos. Aínda que é importante sinalar aquí que o beneficio real da implementación da tecnoloxía só será visible cando o "ping do consumidor" supere os 80-90 ms, e esta é a distancia de Moscova a Nova York.

   

3. Seguridade dos datos. Os DDos (ataques de virus de denegación de servizo) teñen como obxectivo bloquear o servidor para obter algún beneficio. Un servidor é moito máis susceptible ás vulnerabilidades de seguridade da información que unha rede distribuída (instalar a infraestrutura dun xigante como CloudFlare non é unha tarefa fácil). Grazas ao uso de filtros e á distribución adecuada das solicitudes pola rede, pode evitar facilmente dificultades creadas artificialmente co acceso ao tráfico lexítimo.
4. Distribución rápida de contido e funcións de servizo adicionais. Distribuír grandes cantidades de información nunha rede de servidores permitirá transmitir rapidamente a oferta ao consumidor final. Unha vez máis, non precisa buscar exemplos moi lonxe, só lembra Amazon e AliExpress.
5. A capacidade de "enmascarar" problemas co sitio principal. Non hai que esperar ata que se actualice o DNS; podes transferilo a unha nova localización e distribuír contido previamente almacenado na memoria caché. Isto á súa vez pode mellorar a tolerancia ás fallas.

Resolvemos as vantaxes. Agora vexamos que nichos se benefician disto.

Negocio publicitario

A publicidade é o motor do progreso. Para evitar que o motor se queime, débese cargar moderadamente. Entón, o negocio da publicidade, que intenta facer fronte ao mundo dixital moderno, enfróntase aos problemas de "contido pesado". Os medios pesados ​​refírese á publicidade multimedia (principalmente banners animados e vídeos) que require un ancho de banda de rede elevado. Un sitio web con multimedia tarda moito en cargarse e pode conxelarse, o que pon a proba a forza dos nervios dos usuarios. A maioría da xente abandona estes recursos mesmo antes de descargar toda a información dispoñible. As empresas de publicidade poden aproveitar as CDN para resolver estes problemas.

Vendas

O comercio electrónico necesita ampliar constantemente a súa cobertura xeográfica. Outro punto importante é a loita contra os competidores, dos que hai moitos en todos os segmentos do mercado. Se un sitio web non cumpre os requisitos do usuario (incluíndo tardar moito en cargarse), non será popular e non poderá xerar conversións constantemente elevadas. A implementación dunha CDN debería demostrar a súa vantaxe para xestionar solicitudes de datos desde diferentes localizacións. Ademais, a distribución do tráfico axudará a evitar picos de tráfico e os seguintes fallos do servidor.

Plataformas con contidos de entretemento

Todo tipo de plataformas de entretemento son adecuadas aquí, desde a descarga de películas e xogos ata a transmisión de vídeos. A pesar de que a tecnoloxía funciona con datos estáticos, os datos de transmisión poden chegar ao usuario máis rápido a través de repetidores. De novo, almacenar en caché a información CDN é unha salvación para os propietarios de grandes portais: almacenamento multimedia.

Xogos en liña

Os xogos de Internet deben colocarse nunha sección separada. Se a publicidade require un gran ancho de banda, entón os proxectos en liña son aínda máis esixentes de recursos. Os provedores enfróntanse a un problema que ten dúas caras: velocidade de acceso aos servidores + garantir un alto rendemento de xogo con gráficos fermosos. Un CDN para xogos en liña é unha oportunidade de ter as chamadas "zonas push" onde os desenvolvedores poden almacenar xogos en servidores situados preto dos usuarios. Isto permítelle reducir o impacto da velocidade de acceso ao servidor orixinal e, polo tanto, garantir un xogo cómodo en todas partes.

Por que a CDN non é unha panacea

A pesar das vantaxes obvias, non todos e non sempre se esforzan por introducir tecnoloxía no seu negocio. Por que é iso? Paradoxalmente, algunhas desvantaxes seguen das vantaxes, ademais dun par de puntos máis relacionados coa implantación da rede. Os comerciantes falarán moi ben sobre todas as vantaxes da tecnoloxía, esquecéndose de mencionar que todas quedan sen sentido nunha ampla gama de condicións. Se observamos as desvantaxes de CDN con máis detalle, cómpre destacar:

• Traballa só con estática. Si, a maioría dos sitios web modernos teñen unha baixa porcentaxe de contido dinámico. Pero onde as páxinas están personalizadas, o CDN non poderá axudar (excepto quizais descargar unha gran cantidade de tráfico);
• Retraso na memoria caché. A propia optimización é unha das principais vantaxes das redes de distribución. Pero cando fai un cambio no servidor de orixe, leva tempo antes de que o CDN o recupere en todos os seus servidores;
• Bloqueos masivos. Se por calquera motivo o enderezo IP dunha CDN está prohibido, entón todos os sitios que están aloxados nel están pechados;
• Na maioría dos casos, o navegador fará dúas conexións (co servidor de orixe e CDN). E estes son milisegundos adicionais de espera;
• Vinculación ao enderezo IP dos proxectos (incluídos os inexistentes) que se lle asignaron previamente. Como resultado, obtemos clasificacións complicadas dos robots de busca de Google e dificultades para levar o sitio á cima durante a promoción de SEO;
• O nodo CDN é un punto potencial de falla. Se os usa, é importante comprender previamente como funciona o enrutamento do sistema e que erros poden producirse ao traballar co sitio;
• É trillado, pero tes que pagar polos servizos de entrega de contidos. En xeral, os custos son proporcionais ao volume de tráfico, o que significa que poden ser necesarios controis para planificar o orzamento.

Un dato importante: mesmo a proximidade da CDN ao usuario non garante un ping baixo. A ruta pódese construír desde un cliente ata un host situado noutro país ou mesmo noutro continente. Isto depende da política de enrutamento dunha determinada rede e da súa relación cos operadores de telecomunicacións (peering). Moitos grandes provedores de CDN teñen varios plans, onde o custo afecta directamente á proximidade do punto de presenza ao entregar contido aos usuarios obxectivo.

Hai oportunidades: lanza o teu propio CDN

Non estás satisfeito coas políticas das empresas que ofrecen servizos de rede de distribución de contidos, pero a túa empresa necesita expandirse? Se é posible, por que non intenta lanzar o teu propio CDN. Isto ten sentido nos seguintes casos:

• Os custos actuais de distribución de contidos non cumpren as expectativas e non están xustificados economicamente;
• Necesitamos unha caché permanente, sen proximidade a outros sitios do servidor e da canle;
• O público obxectivo está nunha rexión onde non hai puntos de presenza CDN dispoñibles para ti;
• A necesidade de personalizar a configuración ao entregar contido;
• Hai que acelerar a entrega de contido dinámico;
• Sospeitas de violación da privacidade dos usuarios e outras accións ilegais por parte de servizos de terceiros.

Para lanzar un CDN será necesario ter un nome de dominio, varios servidores en diferentes rexións (virtuais ou dedicados) e unha ferramenta de procesamento de solicitudes. Non te esquezas de instalar certificados SLL, configurar e editar programas para servir contido estático (Nginx ou Apache) e supervisar eficazmente todo o sistema.

A configuración correcta dos proxies de caché é obxecto dun artigo separado, polo que non describiremos en detalle aquí: onde e que parámetro establecer correctamente. Tendo en conta os custos de posta en marcha e o tempo para implantar unha rede, o uso de solucións xa preparadas pode ser máis prometedor. Pero é necesario guiarse pola situación actual e planificar varios pasos por diante.

Cal é o resultado?

CDN é un conxunto de capacidades adicionais para transmitir o teu tráfico ás masas. Son necesarios para o negocio en liña? Si e non, todo depende do público ao que estea destinado o contido e dos obxectivos que persegue o empresario.

Os proxectos rexionais e altamente especializados recibirán máis desvantaxes que vantaxes da implantación do CDN. As solicitudes seguirán chegando primeiro ao servidor de orixe, pero a través dun intermediario. De aí a dubidosa redución do ping, pero os custos mensuais bastante definidos polo uso do servizo. Se tes un bo equipo de rede, podes mellorar facilmente os algoritmos de seguridade da información existentes, colocar os teus servidores máis preto dos usuarios e recibir optimizacións e beneficios de forma gratuíta de forma continua.

Pero quen realmente debería pensar nos servidores intermediarios son as grandes empresas cuxa infraestrutura non pode facer fronte ao crecente fluxo de tráfico. CDN móstrase perfectamente como unha tecnoloxía que che permite despregar rapidamente unha rede a unha ampla xeografía de usuarios, ofrecer xogos cómodos na nube ou vender produtos nunha gran plataforma comercial.

Pero aínda cunha audiencia xeográfica ampla, é importante comprender de antemán por que se necesitan redes de distribución de contidos. A aceleración do sitio web segue sendo unha tarefa complexa, que non se pode resolver de xeito máxico implementando un CDN. Non te esquezas de características tan importantes como: multiplataforma, adaptabilidade, optimización da parte do servidor, código, renderizado, etc. Unha auditoría técnica preliminar e as medidas adecuadas para eliminar problemas seguen sendo a solución óptima para calquera proxecto en liña, independentemente do seu enfoque e escala.

Sobre os dereitos da publicidade

Podes pedir agora mesmo servidores potentesque usan os últimos procesadores amd epic. Plans flexibles: desde 1 núcleo de CPU ata 128 núcleos de CPU, 512 GB de RAM, 4000 GB NVMe.

Fonte: www.habr.com