Căile de conținut sunt incontestabile sau să spunem un cuvânt despre CDN

Disclaimer:
Acest articol nu conține informații necunoscute anterior cititorilor familiarizați cu conceptul de CDN, dar este de natura unei analize tehnologice.

Prima pagină web a apărut în 1990 și avea o dimensiune de doar câțiva octeți. De atunci, conținutul a crescut atât calitativ, cât și cantitativ. Dezvoltarea ecosistemului IT a dus la faptul că paginile web moderne sunt măsurate în megaocteți, iar tendința de creștere a lățimii de bandă a rețelei nu face decât să se consolideze în fiecare an. Cum pot furnizorii de conținut să acopere scări geografice mari și să ofere utilizatorilor de pretutindeni acces de mare viteză la informații? Rețelele de livrare și distribuție de conținut, cunoscute și sub numele de Content Delivery Network sau pur și simplu CDN, trebuie să facă față acestor sarcini.

Există tot mai mult conținut „greu” pe Internet. În același timp, numeroase studii arată că utilizatorii nu doresc să se ocupe de serviciile web dacă durează mai mult de 4-5 secunde pentru a se încărca. O viteză prea mică de încărcare a site-ului este plină de pierderi de audiență, ceea ce va duce cu siguranță la o scădere a traficului, a conversiilor și, prin urmare, a profitului. Rețelele de livrare de conținut (CDN), în teorie, elimină aceste probleme și consecințele lor. Dar, în realitate, ca de obicei, totul este decis de detaliile și nuanțele unui anumit caz, dintre care există o mulțime în acest domeniu.

De unde a venit ideea rețelelor distribuite?

Să începem cu o scurtă excursie în istorie și definițiile termenilor. CDN este o rețea a unui grup de mașini server situate în diferite locații pentru a oferi acces la conținut de Internet care acoperă un număr mare de utilizatori. Ideea rețelelor distribuite este de a avea mai multe puncte de prezență (PoP) simultan, care sunt situate în afara serverului sursă. Un astfel de sistem va procesa mai rapid o serie de cereri primite, crescând răspunsul și viteza de transfer al oricăror date.

Problema livrării de conținut către utilizatori a apărut acut în vârful dezvoltării Internetului, adică. la mijlocul anilor 90. Serverele de atunci, ale căror performanțe nu ajungeau nici măcar la laptopurile emblematice moderne, cu greu puteau rezista încărcăturii și nu puteau face față traficului din ce în ce mai mare. Microsoft a cheltuit sute de milioane de dolari anual pentru cercetări legate de autostrada informațională (imediat îmi vine în minte celebrii 640 KB de la Bill Gates). Pentru a rezolva aceste probleme, a trebuit să folosim memoria cache ierarhică, să trecem de la modemuri la fibră optică și să analizăm în detaliu topologia rețelei. Situația amintea de o locomotivă veche, care se repezi de-a lungul șinelor și pe parcurs este modernizată prin toate mijloacele posibile pentru a crește viteza.

Deja la sfârșitul anilor 90, proprietarii de portaluri web și-au dat seama că pentru a reduce încărcătura și a furniza cererile necesare, trebuie să folosească servere intermediare. Așa au apărut primele CDN-uri, care distribuiau conținut static de pe diferite servere împrăștiate geografic în întreaga lume. Cam în aceeași perioadă a apărut o afacere bazată pe rețele distribuite. Cel mai mare (cel puțin unul dintre cei mai mari) furnizori de CDN din lume, Akamai, a devenit un pionier în acest domeniu, începând călătoria în 1998. Câțiva ani mai târziu, CDN-ul a devenit larg răspândit, iar veniturile din livrarea de conținut și contribuția s-au ridicat la zeci de milioane de dolari lunar.

Astăzi întâlnim un CDN de fiecare dată când mergem pe o pagină comercială cu trafic mare sau comunicăm pe rețelele de socializare. Serviciul este furnizat de: Amazon, Cloudflare, Akamai, precum și de mulți alți furnizori transnaționali. Mai mult, companiile mari tind să folosească propriile CDN-uri, ceea ce le aduce o serie de avantaje în ceea ce privește viteza și calitatea livrării de conținut. Dacă Facebook nu avea rețele distribuite, ci s-ar mulțumi doar cu un server de origine situat în Statele Unite, ar putea dura mult mai mult încărcarea unui profil pentru utilizatorii din Europa de Est.

Câteva cuvinte despre CDN și streaming

FutureSource Consulting a analizat industria muzicală și a concluzionat că în 2023 numărul abonamentelor la serviciile de streaming muzical va ajunge la aproape jumătate de miliard de oameni. În plus, serviciile vor primi peste 90% din veniturile lor din streaming audio. Situația video este similară; termeni precum let’s play, concert online și cinema online au devenit deja înrădăcinați în lexicul popular. Apple, Google, YouTube și multe alte companii au propriile lor servicii de streaming.

În introducerea sa timpurie, CDN a fost folosit în principal pentru site-uri cu conținut static. Static sunt informații care nu se modifică în funcție de acțiunile utilizatorului, timp și alți factori, de ex. nu este personalizat. Dar creșterea serviciilor de streaming video și audio a adăugat un alt caz comun de utilizare pentru rețelele distribuite. Serverele intermediare, situate aproape de publicul țintă din întreaga lume, fac posibilă asigurarea unui acces stabil la conținut în perioadele de vârf, eliminând lipsa blocajelor Internet.

Cum funcționează

Esența tuturor CDN-urilor este aproximativ aceeași: folosiți intermediari pentru a putea livra conținut mai rapid consumatorului final. Funcționează după cum urmează: utilizatorul trimite o cerere de descărcare a unui fișier, acesta este primit de serverul CDN, care efectuează un apel unic către serverul original și dă conținutul utilizatorului. În paralel cu aceasta, CDN-ul memorează fișierele pentru o anumită perioadă de timp și procesează toate cererile ulterioare din propriul cache. Opțional, pot preîncărca fișiere de pe serverul sursă, pot ajusta perioada de păstrare a memoriei cache, pot comprima fișiere grele și multe altele. În cea mai ideală situație, gazda transmite întregul flux către un nod CDN, care își folosește deja propriile resurse pentru a livra conținut utilizatorilor. Este de la sine înțeles că stocarea eficientă în cache a informațiilor, precum și distribuirea cererilor nu către un singur server, ci către rețea, vor duce la o încărcare de trafic mai echilibrată.

A doua caracteristică importantă a funcționării CDN este reducerea întârzierilor în transmiterea datelor (cunoscută și sub denumirea de RTT - timp dus-întors). Stabilirea unei conexiuni TCP, descărcarea conținutului media, un fișier JS, pornirea unei sesiuni TLS, toate acestea depind de ping. Evident, cu cât ești mai aproape de sursă, cu atât mai repede poți obține un răspuns de la ea. La urma urmei, chiar și viteza luminii are limita ei: aproximativ 200 de mii de km/s prin fibră optică. Aceasta înseamnă că de la Moscova la Washington întârzierea va fi de aproximativ 75 ms în RTT, iar asta fără influența echipamentelor intermediare.

Pentru a înțelege mai bine ce probleme rezolvă rețelele de distribuție de conținut, iată o listă de soluții curente:

• Google, Yandex, MaxCDN (folosește CDN-uri gratuite pentru a distribui biblioteci JS, au peste 90 de puncte de prezență în majoritatea țărilor lumii);
• Cloudinary, Cloudimage, Google (servicii de optimizare a clienților și biblioteci: imagini, videoclipuri, fonturi etc.);
• Jetpack, Incapsula, Swarmify etc. (optimizarea resurselor în sistemele de management al conținutului: bitrix, wordpress etc.);
• CDNVideo, StackPath, NGENIX, Megafon (CDN pentru distribuirea de conținut static, folosit ca rețele de uz general);
• Imperva, Cloudflare (soluții pentru a accelera încărcarea site-ului).

Primele 3 tipuri de CDN din listă sunt concepute pentru a transfera doar o parte din traficul de pe serverul principal. Cele 2 rămase sunt folosite ca servere proxy cu drepturi depline, cu transmisie completă a canalelor de la gazda sursă.

Cui și ce beneficii oferă tehnologia?

În teorie, orice site web care își vinde produsele/serviciile clienților corporativi sau persoanelor fizice (B2B sau B2C) poate beneficia de implementarea unui CDN. Este important ca publicul său țintă, de ex. baza de utilizatori se afla în afara locației lor geografice. Dar chiar dacă nu este cazul, rețelele de distribuție vor ajuta la echilibrarea încărcării pentru volume mari de conținut.

Nu este un secret pentru nimeni că câteva mii de fire sunt suficiente pentru a înfunda un canal de server. Prin urmare, distribuirea transmisiilor video către publicul larg va duce inevitabil la formarea unui blocaj - lățimea de bandă a canalului de internet. Același lucru îl vedem atunci când pe un site web există o mulțime de imagini mici, necusute (previzualizări de produse, de exemplu). Serverul de origine folosește o conexiune TCP atunci când procesează orice număr de cereri, care va pune în coadă descărcarea. Adăugarea unui CDN face necesară distribuirea cererilor pe mai multe domenii și utilizarea mai multor conexiuni TCP, ușurând încărcarea canalului. Iar formula de întârziere dus-întors, chiar și în cele mai triste scenarii, dă o valoare de 6-7 RRT și ia forma: TCP+TLS+DNS. Aceasta include, de asemenea, întârzierile asociate cu activarea canalului radio pe dispozitiv și transmiterea semnalului către turnurile de celule.

După ce au rezumat punctele forte ale tehnologiei pentru afacerile online, experții evidențiază următoarele puncte:

1. Scalare rapidă a infrastructurii + lățime de bandă redusă. Mai multe servere = mai multe puncte în care sunt stocate informații. Ca rezultat, un punct procesează mai puțin trafic pe unitatea de timp, ceea ce înseamnă că poate avea un debit mai mic. În plus, instrumentele de optimizare intră în joc, permițându-vă să faceți față sarcinilor de vârf fără a pierde timpul.
2. Ping inferior. Am menționat deja că oamenilor nu le place să aștepte mult pe internet. Prin urmare, ping-ul ridicat contribuie la rate mari de respingere. Întârzierea poate fi cauzată de probleme cu procesarea datelor pe server, de utilizarea echipamentelor vechi sau pur și simplu de topologia rețelei prost gândită. Majoritatea acestor probleme sunt parțial rezolvate de rețelele de distribuție de conținut. Deși este important de menționat aici că beneficiul real al implementării tehnologiei va fi vizibil doar atunci când „ping-ul consumatorului” depășește 80-90 ms, iar aceasta este distanța de la Moscova la New York.

   

3. Securitatea datelor. DDos (atacuri cu virusuri Denial of Service) au ca scop blocarea serverului pentru a obține anumite beneficii. Un server este mult mai susceptibil la vulnerabilitățile de securitate a informațiilor decât o rețea distribuită (instalarea infrastructurii unui astfel de gigant precum CloudFlare nu este o sarcină ușoară). Datorită utilizării filtrelor și distribuției corecte a solicitărilor în rețea, puteți preveni cu ușurință dificultățile create artificial cu accesul la traficul legitim.
4. Distribuție rapidă de conținut și funcții de servicii suplimentare. Distribuirea unor cantități mari de informații pe o rețea de servere va face posibilă transmiterea rapidă a ofertei către consumatorul final. Din nou, nu trebuie să căutați departe exemple - amintiți-vă doar de Amazon și AliExpress.
5. Abilitatea de a „masca” problemele cu site-ul principal. Nu este nevoie să așteptați până când DNS-ul este actualizat; îl puteți transfera într-o nouă locație și puteți distribui conținutul stocat anterior în cache. Acest lucru, la rândul său, poate îmbunătăți toleranța la erori.

Am aranjat avantajele. Acum să vedem ce nișe beneficiază de acest lucru.

Afaceri de publicitate

Publicitatea este motorul progresului. Pentru a preveni arderea motorului, acesta trebuie încărcat moderat. Așadar, afacerea de publicitate, încercând să facă față lumii digitale moderne, se confruntă cu problemele „conținutului greu”. Media grele se referă la publicitatea multimedia (în principal bannere și videoclipuri animate) care necesită o lățime de bandă mare a rețelei. Un site web cu multimedia durează mult să se încarce și se poate îngheța, testând puterea nervilor utilizatorilor. Majoritatea oamenilor abandonează astfel de resurse chiar înainte de a descărca toate informațiile disponibile. Companiile de publicitate pot profita de CDN-uri pentru a rezolva aceste probleme.

Продажи

Comerțul electronic trebuie să își extindă în mod constant acoperirea geografică. Un alt punct important este lupta împotriva concurenților, dintre care există o mulțime în fiecare segment de piață. Dacă un site web nu îndeplinește cerințele utilizatorului (inclusiv durează mult timp pentru a se încărca), acesta nu va fi popular și nu va putea aduce conversii în mod constant ridicate. Implementarea unui CDN ar trebui să-și dovedească avantajul în gestionarea cererilor de date din diferite locații. De asemenea, distribuția traficului va ajuta la prevenirea creșterii traficului și a defecțiunilor ulterioare ale serverului.

Platforme cu conținut de divertisment

Aici sunt potrivite toate tipurile de platforme de divertisment, de la descărcarea de filme și jocuri până la streaming de videoclipuri. În ciuda faptului că tehnologia funcționează cu date statice, datele în flux pot ajunge la utilizator mai repede prin repetoare. Din nou, stocarea în cache a informațiilor CDN este o salvare pentru proprietarii de portaluri mari - stocare multimedia.

Jocuri online

Jocurile pe internet trebuie plasate într-o secțiune separată. Dacă publicitatea necesită lățime de bandă mare, atunci proiectele online necesită și mai multe resurse. Furnizorii se confruntă cu o problemă care are două laturi: viteza de acces la servere + asigurarea unor performanțe înalte la gaming cu o grafică frumoasă. Un CDN pentru jocuri online este o oportunitate de a avea așa-numitele „zone push” unde dezvoltatorii pot stoca jocuri pe servere situate aproape de utilizatori. Acest lucru vă permite să reduceți impactul vitezei de acces la serverul original și, prin urmare, să asigurați un joc confortabil peste tot.

De ce CDN nu este un panaceu

În ciuda avantajelor evidente, nu toată lumea și nu întotdeauna se străduiește să introducă tehnologia în afacerea lor. De ce este asta? Paradoxal, din avantaje decurg unele dezavantaje, plus câteva puncte legate de implementarea rețelei. Marketerii vor vorbi frumos despre toate avantajele tehnologiei, uitând să menționeze că toate devin lipsite de sens într-o gamă largă de condiții. Dacă ne uităm la dezavantajele CDN mai detaliat, merită subliniat:

• Lucrați numai cu statică. Da, majoritatea site-urilor web moderne au un procent scăzut de conținut dinamic. Dar acolo unde paginile sunt personalizate, CDN-ul nu va putea ajuta (cu excepția poate descarca o cantitate mare de trafic);
• Întârziere în cache. Optimizarea în sine este unul dintre principalele avantaje ale rețelelor de distribuție. Dar când faceți o modificare pe serverul de origine, este nevoie de timp înainte ca CDN-ul să o recupereze în cache pe toate serverele sale;
• Blocări în masă. Dacă din orice motiv adresa IP a unui CDN este interzisă, atunci toate site-urile care sunt găzduite pe acesta sunt închise;
• În cele mai multe cazuri, browserul va face două conexiuni (la serverul de origine și la CDN). Și acestea sunt milisecunde suplimentare de așteptare;
• Legarea la adresa IP a proiectelor (inclusiv a celor inexistente) care i-au fost atribuite anterior. Drept urmare, obținem clasamente complicate de la roboții de căutare Google și dificultăți în a aduce site-ul în top în timpul promovării SEO;
• Nodul CDN este un potențial punct de eșec. Dacă le utilizați, este important să înțelegeți dinainte cum funcționează rutarea sistemului și ce erori pot apărea în timpul lucrului cu site-ul;
• Este banal, dar trebuie să plătiți pentru serviciile de livrare de conținut. În general, costurile sunt proporționale cu volumul de trafic, ceea ce înseamnă că pot fi necesare controale pentru planificarea bugetului.

Un fapt important: chiar și apropierea CDN-ului de utilizator nu garantează un ping scăzut. Ruta poate fi construită de la un client la o gazdă situată în altă țară sau chiar pe alt continent. Aceasta depinde de politica de rutare a unei anumite rețele și de relația acesteia cu operatorii de telecomunicații (peering). Mulți furnizori mari de CDN au planuri multiple, în care costul afectează în mod direct apropierea punctului de prezență atunci când livrează conținut către utilizatorii țintă.

Există oportunități - lansează-ți propriul CDN

Sunteți nemulțumit de politicile companiilor care furnizează servicii de rețea de distribuție de conținut, dar afacerea dvs. trebuie să se extindă? Dacă este posibil, de ce nu încercați să lansați propriul dvs. CDN. Acest lucru are sens în următoarele cazuri:

• Costurile curente pentru distribuția de conținut nu corespund așteptărilor și nu sunt justificate economic;
• Avem nevoie de un cache permanent, fără apropiere de alte site-uri de pe server și canal;
• Publicul țintă se află într-o regiune în care nu există puncte de prezență CDN disponibile pentru dvs.;
• Necesitatea de a personaliza setările la livrarea conținutului;
• Este necesar să se accelereze livrarea conținutului dinamic;
• Suspiciuni de încălcare a confidențialității utilizatorilor și alte acțiuni ilegale din partea serviciilor terților.

Lansarea unui CDN va necesita să aveți un nume de domeniu, mai multe servere în diferite regiuni (virtuale sau dedicate) și un instrument de procesare a cererilor. Nu uitați de instalarea certificatelor SLL, configurarea și editarea programelor pentru difuzarea conținutului static (Nginx sau Apache) și monitorizarea eficientă a întregului sistem.

Configurarea corectă a proxy-urilor de cache face obiectul unui articol separat, așa că nu vom descrie în detaliu aici: unde și ce parametru să setați corect. Având în vedere costurile de pornire și timpul de implementare a unei rețele, utilizarea soluțiilor gata făcute poate fi mai promițătoare. Dar este necesar să ne ghidăm de situația actuală și să planificați mai mulți pași înainte.

Cu rezultat faptul că

CDN este un set de capacități suplimentare pentru a vă transmite traficul către mase. Sunt necesare pentru afaceri online? Da și nu, totul depinde de publicul căruia îi este destinat conținutul și de obiectivele pe care le urmărește proprietarul afacerii.

Proiectele regionale și înalt specializate vor primi mai multe dezavantaje decât avantaje din implementarea CDN. Solicitările vor veni în continuare mai întâi la serverul sursă, dar printr-un intermediar. De aici și reducerea dubioasă a ping-ului, dar costurile lunare destul de clare pentru utilizarea serviciului. Dacă aveți un echipament de rețea bun, puteți îmbunătăți cu ușurință algoritmii existenți de securitate a informațiilor, puteți plasa serverele mai aproape de utilizatori și puteți primi optimizări și profituri în mod gratuit în mod continuu.

Dar cine ar trebui să se gândească cu adevărat la serverele intermediare sunt companiile mari a căror infrastructură nu poate face față fluxului de trafic în continuă creștere. CDN se arată perfect ca o tehnologie care vă permite să implementați rapid o rețea într-o zonă geografică largă de utilizatori, să oferiți jocuri confortabile în cloud sau să vindeți bunuri pe o platformă comercială mare.

Dar chiar și cu un public geografic larg, este important să înțelegem dinainte de ce sunt necesare rețele de distribuție de conținut. Accelerarea site-ului rămâne încă o sarcină complexă, care nu poate fi rezolvată magic prin implementarea unui CDN. Nu uitați de caracteristici atât de importante precum: cross-platform, adaptabilitate, optimizare a părții server, cod, randare etc. Un audit tehnic preliminar și măsuri adecvate pentru eliminarea problemelor sunt în continuare soluția optimă pentru orice proiect online, indiferent de focalizarea și amploarea acestuia.

Despre drepturile de publicitate

Puteți comanda chiar acum servere puternicecare folosesc cele mai noi procesoare amd epic. Planuri flexibile - de la 1 nucleu CPU la 128 nuclee CPU, 512 GB RAM, 4000 GB NVMe.

Sursa: www.habr.com