CDN: что это за технология и как она ускорит ваш сайт

Что представляет собой CDN и зачем он нужен?

CDN – это инфраструктура которая нужна для минимизации времени доставки контента. Уменьшение времени доставки происходит за счет распределенной серверной базы.

Данная технология работает следующим образом – группа серверов, которые расположены в разных странах функционируют как узлы. Таким образом юзеры, которые находятся ближе к серверу получают доступ к сайту, что работает гораздо быстрее.

Виды контента, передаваемого через CDN

Виды контента, передаваемого через CDN, можно поделить на 2 основные группы – динамический и статический. Давайте разберемся в особенностях каждого типа отдельно.

Динамический контент: особенности доставки

На динамический контент влияет несколько основных факторов, такие как:

• Локация юзера,
• Время посещения ресурса,
• Устройство пользователя.

Содержимое страниц в динамическом контенте генерируется скриптами. Таким образом разные юзеры получают доступ к более персонализированным страницам и существует также доступ к определенному интерактивному взаимодействию.

Читайте также: Как сделать сайт доступнее: 7 эффективных способов

Основные примеры подобных данных:

• платформа с новостями, которая изменяется в зависимости от локации юзера.
• лента социальных сетей, которая персонализирована для каждого юзера.

Динамические страницы генерируются при входе юзера в систему, и не сохраняются в статических HTML файлах. Новый файл генерируется каждый раз и отправляется на веб-браузер.

Проблема с динамическим контентом состоит в невозможности кэширования из-за уникальности контента. Потому при выборе провайдера CDN стоит обращать внимание, работает ли конкретный провайдер с таким контентом.

Статический контент: принципы работы и кэширования

Статический контент отличается тем, что имеет минимальные изменения или полностью неизменный при каждой загрузке.

К стандартным примерам такого контента относятся:

• Видео материалы,
• HTML-файлы,
• Картинки.

Подобный тип контента неизменен, и локация или взаимодействие с контентом никаким образом не может повлиять на опубликованный текст или изображение. Из-за статичности материала, в кэше сохраняются нужные копии. И при повторном использовании данного ресурса, процесс будет осуществляется гораздо быстрее.

История появления CDN: как зародилась технология

Технология CDN начала создаваться на основах отличия статического и динамического контента. В работе с динамическим контентом нужно больше оперативной памяти и мощного процессора, в то время как статический контент непосредственно связан со скоростью сети. CDN появился как технология, которая смогла значительно снизить нагрузку. И сначала такой подход стал популярным среди сайтов со статическим контентом.

Потребность в подобной технологии быстро росла, и начали появляться компании что предоставляли такие услуги. Первой стала – Akamai, которая была создана в 1998 и до сих пор остается популярным провайдером.

Следующим этапом после статического контента, CDN технология стала гарантировать стабильность функционирования во время пиковых нагрузок. Совсем недавно также появилась функция раздачи потокового аудио/видео в стриминговых трансляциях.

Как работает сеть доставки контента (CDN)?

Обычный процесс передачи данных работает таким образом, что юзер получает данные с конкретного сервера. С использованием CDN процесс значительно ускоряется, и любого рода контент загружается за несколько секунд.

Доставка контента функционирует следующим образом:

• К примеру, есть вебсайт, и он подключен к CDN-провайдеру. Провайдер имеет много уже готовых к использованию серверов, которые будут использоваться для статического, стримингового, и динамического контента.
• Пользователь, который заходит на платформу, контактирует не с оригинальным сервером и с тем который расположен ближе всего.
• Мгновенная загрузка тяжёлых файлов, к примеру стриминговых происходит следующим образом – оригинальный сервер ретранслирует информации на пограничные узлы, таким образом юзеры получают доступ через ближайший сервер.

Способы снижения нагрузки на сервер с помощью CDN

Также с помощью CDN можно оптимизировать работу сайтов, которые работают с множеством запросов. К примеру, первый юзер, который просмотрит новое видео на ютубе в вашей стране потратит больше времени, другие же юзеры с того самого региона будут просматривать тот же материал гораздо быстрее.

Если бы не было б CDN серверов, просмотр видео на ютубе занимал был значительное время для всех пользователей. Таким образом значительно снижается нагрузка на основной сервер из-за распределения потока между CDN серверами.

Что происходит, если сайт работает без CDN?

Если сайт работает без CDN, то загрузка осуществляется дольше. Скорость загрузки зависит от многих фактором, но основным есть расстояние между юзером и дата-центром. Если расстояние минимальное, то скорость быстрее, а обработка запросов с других континентов может занять много времени.

К примеру, платформа, которая продает одежду запустила большую распродажу и ожидается большой объем трафика. Без использования CDN есть большая вероятность что сайт может не выдержать пиковой нагрузки. При использовании CDN технологии такого отказа не произойдет из-за распределения нагрузки на разные сервера.

Определение ближайшего узла CDN: как это работает?

Для определения ближайшего узла CDN есть 2 оптимальные подхода – AnyCast и GeoDNS.

GeoDNS: географически ориентированное распределение трафика

GeoDNS работает по принципу географического распределения трафика. Когда юзер запрашивает сервер, тот в свою очередь определяет IP юзера и подыскивает ближайшую точку присутствия.

Подобный подход ориентирован на геокоординаты, также известные как geo-IP.

Anycast: оптимизация маршрутизации запросов

Anycast функционирует немного иначе, но гарантирует те же результаты. Процесс работает с помощью протокола BGP.

Принцип работы заключается в том, что диапазон IP объявляется в BGP нескольких маршрутизаторов. По мере распространения информации, маршрутизаторы находят кратчайший путь к IP и перенаправляют трафик к нужному узлу.

Подробнее: Преимущества выделенного IP-адреса: когда он действительно нужен?

Процесс кэширования контента в CDN

Чаще всего кэширование определенного контента происходит при первом обращении к конкретной информации. Таким образом юзер из конкретного региона, который будет загружать материал первым затратит больше времени на процесс. Все остальные пользователи, уже получать доступ к кэшированной информации.

Пользователи с других стран также будут ожидать пока процесс завершиться в ближайшем узле. Чтобы решить подобную проблему, узлы могут настраиваться таким образом что они обмениваются кэшированным контентом между собой.

К примеру, пользователь запрашивает информации с портала в Италии, но ближайшая его точка присутствия в Польше, и она не кэширована. В таком случае узел не будет обращаться к серверу в Италии, а запросит кэшированную информацию у соседнего сервера. В таком случае, время загрузки будет минимизировано.

Это интересно: SLA в хостинге: Уровни поддержки, надежность инфраструктуры и программного обеспечения

Важные нюансы работы с CDN

Основной проблемой, которая может случиться с данной технологией – это задержка с кэшированием. К примеру, если информации была изменена на ориджине то на кэшированному сервере информации может быть в старой версии. Для устранения подобной проблемы, необходимо иногда чистить кэш.

Кому стоит использовать CDN?

CDN подходит для разных клиентом в особенности данная технология нужна для сайтов с тяжелым статическим контентом или для стриминга. Проблемы с загрузкой на таких ресурсах значительно влияет на опыт юзеров.

Кроме того, CDN важна для таких клиентов как файлообменники, банковские структуры, и онлайн-школы. Если у такого рода клиентов будет проблемы с сервером – это значительным образом повлияет на репутацию и финансы.

Также CDN хороший вариант для маркетплейсов и интернет-магазинов. CDN влияет и на скорость загрузки мобильного трафика. Это важный фактор так как большое количество пользователей используют смартфоны.

Основные плюсы применения CDN

• Ускорение процесса доставки контента. Пограничные узлы чаще расположены ближе к юзеру, потому и скорость загрузки ускоряется.
• Увеличено число одновременных юзеров. Больше пользователей могут получать одновременный доступ без задержек.
• Стабильность. Технология гарантирует доставку без искажения качества контента.
• Доступность. Даже во время проблем с основным сервером, сайт все равно будет частично функционировать.
• Минимизация скачков трафика. Из-за большой сети серверов скачки трафика не сильно влияют на доступность ресурса.
• Контроль нагрузки на серверы. Если у пограничного узла возникают какие-либо проблемы с доступностью, оператор может увеличить пропускную способность.

Недостатки CDN и возможные альтернативные решения

• Дополнительные финансовые расходы. Услуга CDN платная и в зависимости от выбранного тарифного плана – цена может быть немного выше стандартной.
• Расположение пограничных узлов. География пользователей должна совпадать с примерным расположение серверов. Из-за отсутствия серверов в определенном регионе, процесс доставки контента может быть значительно увеличен.
• Региональные ограничения. Некоторые страны могут блокировать IP популярных CDN.