Какво е CDN (Content Delivery Network) и за какво служи?

Нека да видим какво е CDN и да разгледаме за какво служи, кой трябва да я използва?

През 2010 г. средният размер на една уеб страница е 473 kB. През 2023 г. – вече е 2449 kB (подробна статистика). 

Проучванията показват, че тенденцията към увеличаване на размера на уеб страницата продължава. Още:

• Услугите за поточно аудио и видео набраха голям размер. Популярната услуга Spotify има милиони абонати.
• Според проучвания 25% от потребителите напускат уеб страница, ако зареждането й отнема повече от 4 секунди. 74% от потребителите, зареждащи сайт от мобилно устройство, предпочитат да не чакат, ако изтеглянето отнема повече от 5 секунди. 46% от потребителите отказват да работят с уеб услуга, ако е бавна.

Какво показват горните факти?

Вижда се, че всяка година в интернет има все повече и повече „тежко“ съдържание. И също така, че в съвременния свят скоростта на уебсайтовете и услугите играе огромна роля. Ако скоростта е твърде ниска, това е изпълнено със загуба на публика, а в много случаи – дори на печалба.

Един надежден начин за решаване на този проблем е използването на мрежи за доставка на съдържание (CDN).

Основни термини

Нека дефинирам най-напред основната терминология.

CDN (Content Delivery Network) е географски разпределена мрежова инфраструктура, която осигурява бърза доставка на съдържание до потребителите на уеб услуги и уебсайтове. Сървърите, включени в CDN, са географски разположени по такъв начин, че да направят времето за отговор на потребителите на сайта / услугата минимално.

Произход (origin) – сървър, който съхранява изходни файлове или данни, разпространявани чрез CDN.

PoP (point of presence, точка на присъствие) е кеширащ сървър като част от CDN, разположен на определено географско местоположение. Терминът edge също се използва за обозначаване на такива сървъри.

Динамичното съдържание е съдържание, генерирано на сървъра по време на получаване на заявка (променено от потребителя или заредено от база данни).

Статичното съдържание е съдържание, съхранявано на сървъра в непроменен вид (например двоични файлове, аудио и видео файлове, JS и CSS).

Кеширане (cacher) – запис и съхраняване на данни в междинен буфер с бърз достъп и четене от по-бавна памет или отдалечен източник.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Какво е CDN и за какво служи?

CDN (Мрежа за доставка на съдържание) е група от географски разпределени и взаимосвързани сървъри. Използването на CDN позволява на собствениците на уебсайтове да доставят своето кеширано съдържание от мрежово местоположение, по-близо до потребителя, за да ускорят доставката.

CDN позволява бързо прехвърляне на ресурси, необходими за зареждане на интернет съдържание, включително HTML страници, JavaScript файлове, таблици със стилове, изображения и видеоклипове. CDN услугите постоянно увеличават броя на своите клиенти и днес повечето уеб трафик се обслужва чрез CDN, включително трафик от големи сайтове като Facebook, Netflix и Amazon.

Правилно конфигурираният CDN може също да помогне за защитата на уебсайтове от някои често срещани злонамерени атаки, като атаки за разпределен отказ на услуга (Distributed Denial of Service DDOS).

Виж още: Как да промениш DNS на своето устройство и да избереш най-добрите през 2023 г.

Проблемът и решението

Да разберем какъв е проблемът, който CDN имат за задача да решат. Известно като латентност, това е досадното забавяне, което възниква от момента, в който поискаш да заредиш уеб страница, до момента, в който нейното съдържание наистина се появи на екрана.

Този интервал на забавяне зависи от редица фактори, много от които са специфични за конкретна уеб страница. Във всички случаи обаче продължителността на забавянето се влияе и от физическото разстояние между компютъра на потребителя и хостинг сървъра на този уебсайт.

Мисията на CDN е практически да намали това физическо разстояние с цел подобряване на скоростта и производителността на рендеринг на сайта.

Как работи CDN

За да подобри скоростта и свързаността, CDN поставя сървъри в точките за обмен между различни мрежи. Тези интернет точки за обмен (IXP – Internet Exchange Point) са основните местоположения, където различни интернет доставчици се свързват, за да предоставят един на друг достъп до трафик, произхождащ от техните различни мрежи. Като има връзка с тези високоскоростни, силно взаимосвързани местоположения, доставчикът на CDN е в състояние да намали разходите и транзитните времена при високоскоростна доставка на данни.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Разпространени копия

Освен това, CDN извършва редица оптимизации на стандартния клиент / сървър трансфер на данни. Разполагат се центрове за данни на стратегически места по света и се подобрява сигурността. Крайните (edge) сървъри на CDN (или още точки на присъствие или PoP) комуникират със сървъра на произход на съдържанието (origin), за да доставят на потребителя кеширано съдържание и ново съдържание, което не е кеширано. Всеки PoP съдържа различен брой сървъри, отговорни за доставянето на съдържание до посетителите в близост до него. Намалява се разстоянието, което изминава съдържанието, както и броят на скоковете, които прави пакетът данни.

Полза

Резултатът е по-малко загуба на пакети, оптимизирана честотна лента и по-бърза производителност. Това минимизира изчакванията и забавянето и подобрява потребителското изживяване. В случай на интернет атака или прекъсване, новото съдържание, кеширано и хоствано на CDN сървър, остава достъпно за онези потребители, които са най-близо до крайните местоположения (edge), докато изтече времето за живот на CDN сървъра. Например, ако сървър на уебсайт се повреди, уебсайтът все още е достъпен за посетители, ако е бил правилно кеширан на различни географски разпръснати сървъри.

Организациите купуват услуги от CDN доставчици за маршрутизиране на съдържание до потребители от най-близкото географско местоположение. CDN доставчиците или сами хостват съдържанието, или плащат на мрежовите оператори и доставчиците на интернет услуги да хостват CDN сървъри.

CDN доставчиците също използват балансиране на натоварването и SSD устройства, за да помогнат на данните да достигнат до потребителите по-бързо. Те намаляват размера на файла с помощта на компресия и специални алгоритми и внедряват машинно обучение и изкуствен интелект, за да позволят по-бързо време за зареждане и предаване.

CDN срещу уеб хост

Въпреки че използват подобна технология, CDN и уеб хостовете имат различни цели. Основните разлики между двете:

• Уеб хостингът обикновено предоставя достъп до един сървър, който обработва всичко – от разрешаване на име на хост до доставяне на заявки. CDN използват мрежа от сървъри, разпръснати в световен мащаб, което води до намалено време за реакция за уебсайтове, тъй като данните се обслужват от най-близката крайна точка (edge).
• Уеб хостът отговаря за хостването на уебсайт. CDN не предоставят съдържание през последната миля на потребителите и осигуряват само временно съхранение и кеширане на съдържание. Въпреки че CDN не хоства съдържание, той го кешира в edge на мрежата, за да подобри производителността. Повечето уебсайтове, които се борят с проблеми с производителността, избират CDN.
• Уеб хостовете обслужват всички видове съдържание. CDN обслужват и хостват само статични данни. В резултат на това работното натоварване на CDN сървърите е намалено, което им позволява да се концентрират върху основната си задача за периферна доставка.
• Проблеми, включително ограничена честотна лента, прекъсвания на услугата и рискове за сигурността, понякога се случват с традиционния уеб хостинг. CDN адресират тези проблеми чрез използване на кеширане на съдържание на крайни сървъри.

Кой трябва да използва CDN?

Днес над половината от целия уеб трафик вече се обслужва от CDN. Тези цифри бързо нарастват от година на година. Реалността е, че ако някоя част от твоя бизнес е онлайн, няма голяма причина да не използваш CDN, особено когато толкова много от тях предлагат услугите си безплатно.

Въпреки това, дори като безплатна услуга, CDN не са за всеки. По-специално, ако управляваш строго локализиран уебсайт, като по-голямата част от твоите потребители са в същия регион, където е твоят хостинг, наличието на CDN носи малка полза по отношение на чистата производителност. В този сценарий използването на CDN може действително да влоши производителността на уебсайта ти чрез въвеждане на друга несъществена точка на връзка между посетителя и вече разположен наблизо сървър.

Нека обаче не забравяме, че тези CDN също така защитават сайта от различни атаки, не отговарят само за производителността. Освен това повечето уебсайтове са склонни да работят в по-голям мащаб, което прави използването на CDN популярен избор за почти всички.

Кои са най-известните CDN в света?

Akamai е една от най-старите CDN и обикновено се счита за най-голямата глобална CDN. Те имат сървъри “навсякъде“ и широка гама от продукти и услуги.

Най-добрите доставчици на CDN по брой клиенти са Cloudflare, Amazon Web Services (AWS), Akamai, NetDNA, Fastly, Imperva, Verizon и Microsoft Azure. Cloudflare се оказва най-големият CDN по брой клиенти.

Netflix използва своя CDN за разпространение на съдържание по целия свят.

Видове CDN

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Статични CDN

Akamai пуска първия статичен CDN през 1998 г. Техниките на компанията служат като основа на днешните CDN. CDN от първо поколение се фокусирали предимно върху статично съдържание, като изтегляне на софтуер и аудио и видео стрийминг.

Статичните CDN предлагат следните функции:

• Сервираното съдържание включва HTML и файлове за изтегляне.
• Използва push кеширане на origin.
• Подобрена производителност на сървъра.
• Използва се топология на разпръсната мрежа.
• Струва значително.
• Обслужва корпоративния сектор.

Динамични CDN

С навлизането на облачните и мобилните компютри се развиват CDN услугите от второ поколение. Те позволяват ефективното доставяне на по-сложно динамично мултимедийно и уеб съдържание. С нарастването на използването на интернет броят на CDN доставчиците се умножава, заедно с предлаганите от тях услуги.

Динамичните CDN предлагат следните функции:

• Сервира както статично, така и динамично съдържание, включително мултимедия, на крайните потребители.
• Използва push кеширане на origin.
• Използва се консолидирана мрежова топология.
• Подобрява ефективността и достъпността на сървърите и ресурсите.
• Струва прекомерно.
• Обслужва бизнес сектора.

Многофункционални CDN

CDN от трето или следващо поколение използва множество CDN от различни доставчици на CDN. Използва се обширна мрежа от POP (Point Of Presence, точка на присъствие) вместо само една, което допълнително подобрява скоростта на доставка на съдържание, разширява се до по-широки регионални и глобални покрития и елиминира рисковете и прекъсванията за киберсигурността.

Многофункционалните CDN се предлагат със следните функции:

• Обслужва както статично, така и динамично съдържание, включително мултимедия.
• Използва push кеширане на origin.
• Използва силно консолидирана мрежова топология.
• Подобрява сигурността, производителността и достъпността.
• Цената е достъпна.

Целевата аудитория за многофункционалните CDN включва всеки, който притежава уебсайт.