🥇Putanja sadržaja je nepredvidljiva ili da kažemo nešto o CDN-u

Odricanje:
Ovaj članak ne sadrži informacije koje su ranije bile nepoznate čitateljima upućenima u pojam CDN, već predstavlja pregled tehnologije

Prva web stranica pojavila se 1990. godine i imala je veličinu od samo nekoliko bajtova. Od tada se sadržaj širi kvalitativno i kvantitativno. Razvoj IT ekosustava doveo je do toga da se moderne web stranice mjere u megabajtima, a tendencija povećanja propusnosti mreža svake godine samo se jača. Kako mogu pružatelji sadržaja pokriti veće geografske područje i osigurati korisnicima visoku brzinu pristupa informacijama svugdje? Ove zadatke trebaju obavljati mreže za isporuku i distribuciju sadržaja, poznate kao Content Delivery Network ili jednostavno CDN.

Na internetu je sve više 'teškog' sadržaja. Pri tome brojna istraživanja pokazuju da korisnici ne žele imati posla s web servisima ako se učitavaju duže od 4-5 sekundi. Previše niska brzina učitavanja stranice dovodi do gubitka publike, što će neizbježno smanjiti promet, konverziju, a time i profit. Mreže za isporuku sadržaja (CDN) teoretski omogućuju rješavanje ovih problema i njihovih posljedica. No, u praksi sve obično rješavaju detalji i nijanse konkretnog slučaja, kojih u ovom području ima u izobilju.

Odakle dolazi ideja distribuiranih mreža

Započnimo s kratkim pregledom povijesti i definicije termina. CDN je mreža poslužitelja smještenih na različitim mjestima koja omogućuju pristup internetskom sadržaju velikom broju korisnika. Ideja distribuiranih mreža leži u postojanju više točaka prisutnosti (PoP) koje se nalaze izvan izvornog poslužitelja. Ova sustav brže obrađuje skup pristiglih zahtjeva, povećavajući odziv i brzinu prijenosa podataka.

Problemi s isporukom sadržaja korisnicima pojavili su se na vrhuncu razvoja interneta, tj. sredinom 90-ih. Tadašnji serveri, čija je performansa bila ispod današnjih vrhunskih laptopa, jedva su podnosili opterećenje i nisu mogli zadovoljiti sve veći promet. Microsoft je svake godine trošio stotine milijuna dolara na istraživanja vezana uz informatičke veze (odmah se sjeti poznatih 640 KB od Billa Gatesa). Na putu rješavanja ovih pitanja bilo je potrebno koristiti hijerarhijsko keširanje, prelaziti s modema na optička vlakna i detaljno analizirati topologiju mreža. Situacija jepodsjećala na stari lokomotiv koji juri prugom, a u međuvremenu se modernizira svim mogućim sredstvima za povećanje brzine.

Već krajem 90-ih vlasnici web portala shvatili su da je za smanjenje opterećenja i osiguranje potrebnih zahtjeva potrebno koristiti posredničke servere. Tako su nastali prvi CDN-ovi koji distribuiraju statički sadržaj s različitih servera, geografski rasprostranjenih širom svijeta. Otprilike u to vrijeme nastao je i biznis na distribuiranim mrežama. Najveći (barem jedan od najvećih) CDN provajdera na svijetu, kompanija Akamai, postala je pionir u ovom području, započinjući svoj put 1998. godine. Nekoliko godina kasnije, CDN je postao masovan, a prihodi od dostave i distribucije sadržaja mjereni su desetinama milijuna dolara mjesečno.

Danas se susrećemo s CDN-ovima svaki put kada pređemo na komercijalnu stranicu s velikim prometom ili razgovaramo na društvenim mrežama. Uslugu pružaju: Amazon, Cloudflare, Akamai, kao i mnogi drugi multinacionalni provajderi. Pri tome, velike tvrtke nastoje koristiti vlastite CDN-ove, što im donosi niz prednosti u brzini i kvaliteti isporuke sadržaja. Da Facebook nije imao distribuirane mreže i da bi se oslanjao samo na izvorni server smješten u SAD-u, učitavanje profila korisnika iz istočne Europe moglo bi trajati znatno duže.

Par riječi o CDN-u i streamingu

Agencija FutureSource Consulting provela je analizu glazbene industrije i došla do zaključka da će do 2023. godine broj pretplata na glazbene streaming usluge doseći gotovo pola milijarde ljudi. Osim toga, više od 90% prihoda ove usluge ostvaruju upravo od streaminga audio. Situacija s video sadržajem je slična, a u narodu su se već ustalili termini poput: let's play, online koncert i online kino. Svoje streaming usluge nude Apple, Google, YouTube i mnoge druge tvrtke.

U ranijim konceptima CDN se prvenstveno koristio za web stranice sa statičkim sadržajem. Statičkim se smatra informacija koja se ne mijenja ovisno o akcijama korisnika, vremenu ili drugim faktorima, tj. nije personalizirana. No razvoj streaming video i audio usluga dodao je još jedan često korišteni scenarij za korištenje distribuiranih mreža. Posrednički serveri, koji se nalaze u blizini ciljne publike diljem svijeta, omogućuju stabilan pristup sadržaju tijekom razdoblja visokih opterećenja, isključujući nedostatak

Kako to funkcionira

Suština svih CDN-ova otprilike je ista: koristiti posrednike kako bi se brže isporučio sadržaj krajnjem potrošaču. To funkcionira na sljedeći način: korisnik šalje zahtjev za preuzimanje datoteke, a CDN server, koji jednom obrađuje zahtjev prema originalnom serveru, vraća korisniku sadržaj. Paralelno s tim, CDN pohranjuje datoteke kod sebe na određeno vrijeme i svi sljedeći zahtjevi obrađuju se iz vlastitog CACHE-a. Opcionalno, oni mogu također unaprijed učitati datoteke s izvornih servera, postaviti rok trajanja CACHE-a, komprimirati teže datoteke i mnogo toga drugog. U idealnoj situaciji, host prenosi cijeli tok na CDN čvor, koji zatim koristi vlastite resurse za isporuku sadržaja korisnicima. Naravno, učinkovito keširanje podataka, kao i distribucija zahtjeva ne na jedan server, nego na mrežu, dovest će do uravnoteženijeg opterećenja prometa.

Druga važna značajka rada CDN-a je smanjenje kašnjenja u prijenosu podataka (poznato i kao RTT – round trip time). Uspostavljanje TCP veze, učitavanje medijskog sadržaja, JS datoteka, pokretanje TLS sesije, sve to ovisi o ping-u. Očito je da što ste bliže izvoru, brže ćete dobiti odgovor od njega. Čak je i brzina svjetlosti ograničena: oko 200 tisuća km/s kroz optičke vlakne. To znači da će kašnjenje od Moskve do Washingtona iznositi oko 75 ms u RTT-u, i to bez utjecaja posredničke opreme.

Da bismo bolje razumjeli koje probleme rješavaju mreže za distribuciju sadržaja, navodimo popis aktualnih rješenja:

Google, Yandex, MaxCDN (koriste besplatne CDN-ove za distribuciju JS biblioteka, imaju više od 90 prisutnosti u većini zemalja svijeta);
Cloudinary, Cloudimage, Google (usluge i biblioteke za klijentsku optimizaciju: slike, video, fontovi itd.);
Jetpack, Incapsula, Swarmify itd. (optimizacija resursa u sustavima za upravljanje sadržajem: Bitrix, WordPress itd.);
CDNVideo, StackPath, NGENIX, Megafon (CDN za distribuciju statičkog sadržaja, koriste se kao mreže opće namjene);
Imperva, Cloudflare (rješenja za ubrzanje učitavanja web stranica).

Prva 3 tipa CDN-a iz navedenog popisa namijenjena su prijenosu samo dijela prometa s glavnog poslužitelja. Preostala 2 koriste se kao potpuni proxy poslužitelji s potpunim prijenosom kanala s izvornog hosta.

Kome i koje koristi pruža tehnologija

U teoriji, svaka web stranica koja prodaje svoje proizvode/usluge korporativnim klijentima ili fizičkim osobama (B2B ili B2C) može imati koristi od implementacije CDN-a. Važno je da se njihova ciljana publika, tj. korisnička baza, nalazi izvan njihovog geografskog smještaja. No, čak i ako to nije slučaj, mreže distribucije pomoći će u balansiranju opterećenja prilikom velikih količina sadržaja.

Nije tajna da je za zagušenje serverskog kanala dovoljna samo par tisuća tokova. Stoga će široka distribucija videostreaminga neizbježno rezultirati uskim grlom - propusnošću internetskog kanala. Ovo također viđamo kada na web stranici postoji mnoštvo malih, nekombiniranih slika (prikaza proizvoda, primjerice). Izvorni server koristi jednu TCP vezu za obradu neograničenog broja zahtjeva, što dovodi do stvaranja reda. Dodavanje CDN-a zahtijeva raspodjelu zahtjeva na nekoliko domena i korištenje više TCP veza, čime se rasterećuje kanal. A formula kružne latencije, čak i u najsumornijim scenarijima, daje vrijednost od 6-7 RTT i ima oblik: TCP+TLS+DNS. Također je opravdano uključiti latencije povezane s aktivacijom radio kanala na uređaju i prijenosom signala na mobilne bazne stanice.

Sažimajući snage tehnologije za poslovanje na internetu, stručnjaci ističu sljedeće točke:

Brzo proširenje infrastrukture + smanjenje propusnosti. Više servera = više točaka na kojima se pohranjuju informacije. Kao rezultat, jedna točka obrađuje manje prometa u jedinici vremena, što znači da može imati manju propusnost. Dodatno, u igru stupaju alati za optimizaciju, što omogućava suočavanje s vršnim opterećenjima bez gubitka vremena.
Manji ping. Već smo spomenuli da ljudi ne vole dugo čekati na internetu. Stoga visoki ping pridonosi visokim stopama odbijanja. Latencija može biti uzrokovana problemima s obradom podataka na serveru, korištenjem zastarjele opreme ili jednostavno lošom topologijom mreže. Većina tih problema djelomično se rješava mrežama za distribuciju sadržaja. Ipak, važno je napomenuti da će stvarna korist od implementacije tehnologije biti vidljiva samo kada "konsumer ping" premašuje 80-90 ms, što odgovara udaljenosti od Moskve do New Yorka.
Sigurnost podataka. DDos napadi (virusni napadi tipa 'odbijanje usluge') usmjereni su na prekid rada poslužitelja s ciljem stjecanja neke koristi. Jedan poslužitelj je mnogo više izložen ranjivostima informatičke sigurnosti nego distribuirana mreža (srušiti infrastrukturu takvog diva kao što je CloudFlare nije jednostavan zadatak). Korištenjem filtera i pametnim raspodjelom zahtjeva po mreži, moguće je bez problema spriječiti umjetno stvorene poteškoće s pristupom legitimnom prometu.
Brzo širenje sadržaja i dodatne uslužne funkcije. Distribucija velikih količina informacija na mrežu poslužitelja omogućit će brže dostavljanje ponude krajnjem korisniku. Za primjere, opet, ne treba ići daleko – dovoljno je sjetiti se Amazona i AliExpressa.
Mogućnost 'maskiranja' problema s glavnom web stranicom. Nema potrebe čekati da se DNS ažurira, moguće je preusmjeriti ga na novu lokaciju s distribucijom ranije predmemoriranog sadržaja. To može poboljšati otpornost na kvarove.

Razjasnili smo prednosti. A sada razmotrite koje su niše u tome korisne.

Reklamna industrija

Reklama je pokretač napretka. A da motor ne pregori, treba ga opterećivati umjereno. Tako se i reklamna industrija, pokušavajući odgovoriti na suvremeni digitalni svijet, susreće s problemima 'teškog sadržaja'. Teškim se smatra multimedijska reklama (uglavnom animirani baneri i video zapisi), koja zahtijeva visoke propusnosti mreže. Web stranica s multimedijom učitava se dugo i može uzrokovati zastoje, testirajući živce korisnika. Većina odustaje od takvih resursa prije nego što se učita sav dostupan sadržaj. Reklamne agencije mogu iskoristiti prednosti CDN-a u rješavanju ovih problema.

Prodaja

Elektronička trgovina zahtijeva stalno proširenje geografske pokrivenosti. Još jedan važan aspekt je borba protiv konkurencije, koja je u svakom tržišnom segmentu obilna. Ako web stranica ne zadovoljava korisničke zahtjeve (uključujući dugo učitavanje), neće biti popularna i ne može ostvariti stabilno visoku konverziju. Implementacija CDN-a trebala bi pokazati svoje prednosti pri obradi zahtjeva podataka iz različitih mjesta. Također, raspodjela prometa pomoći će spriječiti njegove udarce i naknadne kvarove servera.

Platforme s zabavnim sadržajem

Ovdje spadaju razne zabavne platforme, počevši od preuzimanja filmova i igara, do streamanja videa. Iako tehnologija radi sa statikom, stream podaci mogu brže doći do korisnika putem retransmitera. Opet, keširanje informacija CDN-a je spas za vlasnike velikih portala – skladišta multimedije.

Online igre

Internet igre treba izdvojiti u posebnu kategoriju. Ako reklama zahtijeva veliku propusnost, online projekti su još zahtjevniji prema resursima. Davatelji se suočavaju s problemom koji ima dvije strane: brzina pristupa serverima + osiguranje visoke izvedbe igara s lijepom grafikom. CDN za online igre – to je mogućnost imati takozvane „push-zone“, gdje programeri mogu pohranjivati igre na serverima smještenim u blizini korisnika. To smanjuje utjecaj brzine pristupa izvornoj serveru, a time osigurava ugodno igranje svuda.

Zašto CDN nije panaceja

Unatoč očitim prednostima, ne svi i ne uvijek nastoje implementirati tehnologiju u svoj posao. Zašto je to tako? Kako god to paradoksalno zvučalo, neki nedostaci proističu iz prednosti, plus dodaje se još nekoliko stavki vezanih uz implementaciju mreže. Marketing stručnjaci lijepo pričaju o svim prednostima tehnologije, zaboravljajući spomenuti da sve one gube smisao u širokom rasponu uvjeta. Ako se detaljnije razmatraju nedostaci CDN-a, treba istaknuti:

Rad sa statikom. Da, većina modernih web stranica ima nizak postotak dinamičkog sadržaja. No, tamo gdje su stranice personalizirane, CDN neće pomoći (osim ako ne smanji veliki promet);
Kašnjenje u keširanju. Sama optimizacija je jedna od glavnih prednosti distribuiranih mreža. No, kada se promjene izvrše na izvornom serveru, potrebno je vrijeme prije nego što CDN ponovo kešira te promjene na svim svojim serverima;
Masovne blokade. Ako iz bilo kojeg razloga bude blokiran IP adresu CDN-a, svi web stranici koji su na njemu hostani će biti zatvoreni;
U većini slučajeva preglednik će uspostaviti dvije veze (s izvorom i CDN-om). A to su dodatne milisekunde čekanja;
Povezanost s IP adresama projekata (uključujući nepostojeće), koje su ranije bile pridružene. Kao rezultat, dolazi do otežanog rangiranja od strane Googleovih botova i poteškoća s prikazivanjem web stranice na vrhu prilikom SEO promocije;
CDN čvor – to je potencijalna tačka kvara. Ako se koriste, važno je unaprijed razumjeti kako je uređena rutiranje sustava i koje greške mogu nastati tijekom rada s web stranicom;
Obično, ali za usluge isporuke sadržaja treba plaćati. Uglavnom su troškovi proporcionalni količini prometa, što znači da može biti potrebna kontrola za planiranje budžeta.

Važna činjenica: čak i blizina CDN-a korisniku ne garantira nizak ping. Rutiranje može biti ostvareno od klijenta do hosta koji se nalazi u drugoj zemlji ili čak na drugom kontinentu. To ovisi o politici rutiranja konkretne mreže i njenim odnosima s operaterima komunikacija (peeriranja). Mnogi veliki dobavljači CDN-a imaju nekoliko tarifa, gdje cijena izravno utječe na blizinu točke prisutnosti pri prijenosu sadržaja krajnjim korisnicima.

Postoje mogućnosti – pokreni vlastiti CDN

Nije zadovoljni politikom kompanija koje pružaju usluge mreža distribuiranog sadržaja, ali biznis treba proširenje? Ako postoje mogućnosti, zašto ne probati pokrenuti vlastiti CDN. To ima smisla u sljedećim slučajevima:

Trenutni troškovi za distribuciju sadržaja ne opravdavaju očekivanja i nisu ekonomski održivi;
Potrebna je trajna keš memorija, bez susjedstva s drugim web stranicama na serveru i kanalu;
Ciljana publika nalazi se u regiji gdje nemate dostupne CDN točke prisutnosti;
Potrebna je personalizacija postavki prilikom dostave sadržaja;
Potrebno je ubrzati isporuku dinamičkog sadržaja;
Sumnje u kršenje privatnosti korisnika i drugih neprimjerenih radnji od strane trećih usluga.

Pokretanje CDN-a zahtijevat će od vas domenu, nekoliko servera u različitim regijama (virtualnih ili namjenskih) i alat za obradu zahtjeva. Ne zaboravite na instalaciju SSL certifikata, postavljanje i uređivanje programa za isporuku statičkog sadržaja (Nginx ili Apache) te učinkovito praćenje cijelog sustava.

Ispravno konfiguriranje keširajućih proxy-a je tema za posebnu temu, stoga ovdje nećemo detaljno opisivati: gdje i koje parametre ispravno postaviti. Uzimajući u obzir početne troškove i vrijeme potrebno za raspoređivanje mreže, korištenje gotovih rješenja može biti perspektivnije. No, treba se voditi postojećom situacijom i planirati nekoliko koraka unaprijed.

Što na kraju

CDN je skup dodatnih resursa za preusmjeravanje vašeg prometa širokoj publici. Da li su potrebni za poslovanje na internetu? I da, i ne, sve ovisi o tome koja je publika ciljana i koji su ciljevi vlasnika posla.

Regionalni i specijalizirani projekti imat će više minusa nego plusa od implementacije CDN-a. Zahtjevi će i dalje prvo dolaziti na izvorni server, ali već preko posrednika. Odavde sumnjivo smanjenje pinga, ali sasvim određeni mjesečni troškovi korištenja usluga. U prisutnosti dobre mrežne opreme, možete mirno unaprijediti postojeće algoritme informacijske sigurnosti, postaviti svoje servere bliže korisnicima i dobiti optimizacije i dobit besplatno na stalnoj osnovi.

Velikim kompanijama, čija infrastruktura ne može da se nosi sa stalno rastućim prometom, stvarno bi trebalo da razmisle o posredničkim serverima. CDN se odlično pokazuje kao tehnologija koja omogućava brzo postavljanje mreže na širokoj geografskoj osnovi, obezbeđujući udoban oblačni gejming ili prodaju proizvoda na velikoj komercijalnoj platformi.

Međutim, čak i sa širokom geografijom publike, važno je unapred razumeti zašto su tačno potrebne mreže za distribuciju sadržaja. Skrivenost sajta ostaje složen zadatak koji se čarobno ne rešava uvođenjem CDN-a. Ne treba zaboraviti na važne funkcije kao što su: međusobna kompatibilnost, prilagodljivost, optimizacija serverskog dela, koda, renderovanja itd. Prethodni tehnički auditi i adekvatne mere za rešavanje problema i dalje su optimalno rešenje za bilo koji online projekat, bez obzira na njegov pristup i obim.

U okviru reklame

Upravo sada možete naručiti moćne servere, koji koriste najnovije procesore AMD Epyc. Fleksibilni paketi — od 1 jezgra CPU do neverovatnih 128 jezgara CPU, 512 GB RAM, 4000 GB NVMe.

Izvor: habr.com