Что такое CDN (сеть доставки контента)?

Сеть доставки контента (CDN) — это система серверов, распределенных по различным центрам обработки данных, расположенным по всему миру. Эта сеть прокси-серверов идеально подходит для расширения охвата вашего веб-сайта или увеличения клиентской базы вашего веб-приложения. Использование такой сети означает, что ваш веб-сервер подключается ко многим другим серверам. А с помощью системы распределения статическое содержимое вашего веб-сервера может быть передано на серверы-реплики. Система маршрутизации запросов определяет, какой сервер-реплика в CDN лучше всего подходит для доставки данных, когда пользователи обращаются к определенному контенту на вашем сайте. В зависимости от поставщика, CDN различаются по нескольким параметрам: распределение и количество серверов, а также степень интеграции высокопроизводительных магистральных сетей — вот несколько примеров того, как они могут различаться. 

При доступе к информации через CDN пользователи не знают, получают ли они доступ к данным непосредственно с конечного сервера данного сайта или с сервера-реплики. Большинство пользователей никогда не догадываются об этом процессе и замечают только сокращение времени загрузки, если вообще что-то замечают.

Наиболее важными аспектами двух компонентов, участвующих в доставке данных в CDN, являются система распределения и система маршрутизации запросов. Система распределения передает содержимое на сервер-реплику, а также обеспечивает отправку нужных данных и их актуальность. Этот процесс может происходить двумя способами: один из них заключается в том, что система распределения немедленно отправляет новые и измененные данные на все остальные серверы в сети доставки контента. Другой вариант предполагает отправку серверу-реплике сообщения, информирующего CDN о том, что обновленное содержимое доступно и может быть запрошено при необходимости. Для того чтобы пользовательские запросы попадали на нужные серверы, используется система маршрутизации запросов. Всего за два шага этот механизм обеспечивает перенаправление запросов наилучшим образом.

Требуется: правильный сервер реплик

Для первой части этого процесса необходимо найти наиболее подходящий сервер для ответа на запрос пользователя. Система маршрутизации запросов использует ключевые показатели, которые рассчитываются с помощью множества различных методов измерения. Эти различные показатели определяют, например, наличие соединения на стороне клиента или на стороне сервера. Используя показатели на стороне сервера (например, общую загрузку процессора или количество активных обращений к серверу), определяется сервер реплики с наименьшим коэффициентом использования. Принимая во внимание свойства между клиентом и сервером, система маршрутизации запросов определяет сервер с наилучшим соединением с клиентом. Период задержки, средняя скорость передачи данных, скорость потери пакетов и географическая близость — все это факторы CDN, которые учитываются на этом этапе. Ключевые показатели на стороне клиента позволяют установить личность пользователей, запрашивающих доступ. Эта информация затем используется CDN при доставке контента разной степени качества (т.е. стандартные и премиум-клиенты).

Вес различных ключевых показателей всегда зависит от запрашиваемых данных: динамически генерируемый контент обычно требует серверов с хорошими ключевыми показателями, в то время как стабильное соединение между клиентом и сервером является наиболее важным требованием при использовании потокового мультимедиа.

Переадресация запросов

После определения целевого сервера в CDN, второй этап этого процесса заключается в перенаправлении запросов через систему маршрутизации запросов. Существует множество различных методов для этого процесса «перенаправления запросов». Большинство из них отличаются друг от друга тем, что они направляются из разных мест: от клиента, в сети или на сервере-реплике.

Направление запроса от клиента является относительно простым методом, и клиент также имеет в своем распоряжении большой выбор серверов-реплик. Недостатком здесь является то, что сеть доставки контента имеет очень мало влияния в распределении клиента на нужный сервер. Код состояния перенаправления HTTP-302 на стороне сервера также легко реализуется и содержит полезную информацию о CDN. В этом случае сервер выхода отвечает на запрос вышеупомянутым кодом состояния и посредством этого сообщает клиенту о наиболее подходящем сервере реплики, с которым затем автоматически связывается посредством следующего запроса. Удвоение требуемых соединений является основным недостатком этого процесса.

Наиболее популярный метод пересылки известен как маршрутизация запросов на основе DNS. Запросы клиентов к локальному серверу DNS перенаправляются на специальный сервер DNS в сети доставки контента, который, в свою очередь, возвращает IP-адрес сервера-реплики. Самый большой недостаток этого процесса заключается в том, что постоянный поиск информации в доменной системе приводит к задержке доступа.   

Благодаря глобальной сети серверов, разбросанных по всему миру, клиенты выигрывают от более быстрого времени загрузки и меньшей нагрузки на пропускную способность. Но операторы также имеют некоторые существенные преимущества при работе с CDN: благодаря перенаправлению запросов не только минимизируется занятость серверов, но и повышается безопасность кэшированных данных. Это связано с тем, что нарушения безопасности, такие как DDoS-атаки, сначала не достигают серверов на выходе. Требования к защите кэшированных данных включают в себя сохранение имен пользователей и паролей вне CDN, поскольку это увеличивает шансы на успешную атаку. Присвоение пользовательского домена для содержимого аутсорсинговой CDN стоит того, чтобы потрудиться, поскольку это предотвращает распространение атак на другие части сайта. Вот краткий обзор всех преимуществ CDN:

— Статические элементы, такие как HTML-страницы, изображения, таблицы стилей, документы или сценарии на стороне клиента, сохраняются в кэше сервера-реплики и больше не запрашиваются с вашего веб-сервера. Это избавляет ваш сервер от чрезмерного использования, а также сокращает время загрузки для пользователей. Все это приводит к снижению числа отказов и повышению рейтинга поисковых систем.
— Ограниченное использование сервера, а также всех задействованных приложений защищает ваш сервер от чрезмерного использования и других потенциальных угроз, таких как перебои в работе. Это положительно сказывается на аппаратном обеспечении, необходимом для хостинга.
— Операторы сервера могут решать, какие статические элементы должны загружать клиенты в сети доставки контента. Например, если вы хотите хранить только изображения из своего блога, они могут загружаться вместе с остальной частью страницы, что обеспечивает более быстрое общее время загрузки.
— Когда речь идет о потоковом видео и музыке, веб-сайты выигрывают от доставки с помощью CDN, поскольку большие объемы данных должны быть обработаны за короткий промежуток времени. Это также относится к прямым трансляциям.
— Скачки трафика и рост числа посетителей легко преодолеваются с помощью CDN. Поиск системой маршрутизации запросов серверов-реплик со свободными мощностями особенно полезен при работе с файлами, доступными для скачивания. Это также полезно для тех, кто управляет интернет-магазинами.
— CDN не только сокращают время загрузки, но и ограничивают использование полосы пропускания, связанное с информационным запросом вашего контента.
— Безопасность вашего сервера, данных и используемых приложений повышается при использовании CDN. Это происходит потому, что атаки могут быть обнаружены и устранены на ранней стадии.