شبکه تحویل محتوا یا شبکه توزیع محتوا (CDN)، یک شبکه توزیع شده جغرافیایی از سرورهای پراکسی و مراکز داده آنها است. هدف، ارائه در دسترس بودن و عملکرد بالا با توزیع سرویس به صورت فضایی نسبت به کاربران نهایی است. CDN ها در اواخر دهه 1990 به عنوان وسیله ای برای کاهش تنگناهای عملکرد اینترنت به وجود آمدند، زیرا اینترنت در حال تبدیل شدن به یک رسانه حیاتی برای افراد و شرکت ها بود. از آن زمان، CDN ها رشد کرده اند تا به بخش بزرگی از محتوای اینترنت، از جمله اشیاء وب (متن، گرافیک و اسکریپت ها)، اشیاء قابل دانلود (فایل های رسانه، نرم افزار، اسناد)، برنامه های کاربردی (تجارت الکترونیک، پورتال ها)، پخش زنده، سرویس دهند.

CDN ها یک لایه در اکوسیستم اینترنت هستند. صاحبان محتوا مانند شرکت های رسانه ای و فروشندگان تجارت الکترونیک به اپراتورهای CDN پرداخت می کنند تا محتوای خود را به کاربران نهایی خود تحویل دهند. به نوبه خود، یک CDN به ارائه دهندگان خدمات اینترنت (ISP)، اپراتورها و اپراتورهای شبکه برای میزبانی سرورهای خود در مراکز داده خود پول می پردازد.

CDN یک اصطلاح کلی است که انواع مختلفی از خدمات تحویل محتوا را در بر می گیرد: پخش ویدئو، دانلود نرم افزار، شتاب محتوای وب و تلفن همراه، CDN دارای مجوز/مدیریت، حافظه پنهان شفاف، و خدماتی برای اندازه گیری عملکرد CDN، تعادل بار، سوئیچینگ چند CDN و تجزیه و تحلیل و ابر. شبکه توزیع محتوا با ایجاد سرورهای محلی در نقاط مختلف دنیا، نسخه‌ای کپی شده از محتوای وب‌سایت شما را روی فضای ابری سرور خود Cache یا ذخیره می‌کند. بدین شکل هر کاربری از هر نقطه‌ی جهان، وقتی آدرس وب‌سایت شما را وارد مرورگر خود می‌کند، نیازی به اتصال مستقیم به سرور اصلی ندارد. بلکه توسط سیستم CDN به نزدیک‌ترین سرور محلی ارجاع داده شده و محتوای ذخیره شده وب‌سایت شما را از آن دریافت می‌کند. به این سرورهای محلی نقطه حضور یا PoP Site می‌گویند.

تکنولوژی

نودهای CDN معمولاً در مکان‌های متعدد، اغلب بر روی چندین بخش اصلی اینترنت مستقر می‌شوند. از مزایای آن می توان به کاهش هزینه های پهنای باند، بهبود زمان بارگذاری صفحه و افزایش دسترسی جهانی محتوا اشاره کرد. تعداد گره‌ها و سرورهایی که یک CDN را تشکیل می‌دهند، بسته به معماری متفاوت است، برخی از آنها به هزاران گره با ده‌ها هزار سرور در بسیاری از نقاط حضور از راه دور (PoP) می‌رسند. دیگران یک شبکه جهانی می سازند و تعداد کمی از PoP های جغرافیایی دارند.

درخواست ها برای محتوا معمولاً به صورت الگوریتمی به گره هایی هدایت می شوند که به نوعی بهینه هستند. هنگام بهینه سازی برای عملکرد، مکان هایی که برای ارائه محتوا به کاربر بهترین هستند ممکن است انتخاب شوند. این ممکن است با انتخاب مکان‌هایی اندازه‌گیری شود که کمترین جهش، کمترین تعداد ثانیه‌های شبکه با مشتری درخواست‌کننده فاصله دارند، یا بالاترین در دسترس بودن از نظر عملکرد سرور (هم فعلی و هم تاریخی)، برای بهینه‌سازی تحویل در سراسر شبکه‌های محلی. هنگام بهینه‌سازی برای هزینه، ممکن است مکان‌هایی انتخاب شوند که کمترین هزینه را داشته باشند. در یک سناریوی بهینه، این دو هدف تمایل به همسویی دارند، زیرا سرورهای لبه ای که نزدیک به کاربر نهایی در لبه شبکه هستند ممکن است از نظر عملکرد یا هزینه مزیت داشته باشند.

اکثر ارائه دهندگان CDN خدمات خود را بر روی مجموعه ای متفاوت و تعریف شده از PoP ها، بسته به پوشش مورد نظر، مانند ایالات متحده، بین المللی یا جهانی، آسیا-اقیانوسیه و غیره ارائه می دهند. این مجموعه از PoP ها را می توان “لبه” نامید. گره‌های لبه، «سرورهای لبه» یا «شبکه‌های لبه» زیرا نزدیک‌ترین لبه دارایی‌های CDN به کاربر نهایی هستند.

چگونه کار می کند ؟

برای درک دقیق نحوه عملکرد یک CDN، نگاه کردن به آنچه در غیاب یک CDN اتفاق می افتد کمک می کند.

یک ارائه‌دهنده خدمات استریمینگ می‌گوید، کاربری را در سنگاپور در نظر بگیرید که سعی دارد صفحه وب را بارگیری کند. کاربر درخواستی را برای بازیابی تمام اجزای صفحه به وب سرور کسب و کار ارسال می کند. این صفحه می تواند شامل متن، تصاویر، HTML و محتوای پویا باشد. سرور مبدا می تواند در هر نقطه از جهان واقع شود. فرض کنید در آمریکای شمالی است. اکنون این سرور اصلی که تمام محتوای صفحه وب را ذخیره می کند باید آن را در سراسر جهان به مرورگر کاربر تحویل دهد. این واقعیت ساده از فاصله جغرافیایی می تواند تاخیر و مشکلات عملکردی ایجاد کند.

وقتی از CDN استفاده می شود، محتوا را می توان در PoP های محلی که نزدیک به کاربر نهایی تنظیم شده اند ذخیره کرد. این پاپ‌ها فایل‌های موجود در صفحه وب را در حافظه پنهان ذخیره می‌کنند و در صورت درخواست در زمان بسیار کمتری به کاربر نهایی تحویل می‌دهند و سرعت بارگذاری صفحه را بهبود می‌بخشند. اگر CDN فایل های درخواستی کاربر را نداشته باشد، در صورت نیاز از مبدا بارگیری می شود.

CDN ها به ویژه زمانی مفید هستند که وب سایت ها دارای محتوای پویا باشند. برای چنین صفحات وب، CDN ها یک “بزرگراه فوق العاده” ایجاد می کنند تا به ارسال محتوا در فاصله طولانی تر سرعت بخشد. یک ISP منفرد نمی تواند این را ارائه دهد.

چگونه CDN Caching کار می کند؟

ذخیره سازی CDN بخش مهمی از چیزی است که باعث می شود شبکه های تحویل محتوا کار کنند. این فرآیند ذخیره سازی یک کپی از فایل هایی است که برای اولین بار به کاربر تحویل داده می شود و از آن نسخه های ذخیره شده دارایی ها برای درخواست های بعدی به جای فایل های اصلی استفاده مجدد می شود. در یک CDN، سرورهای لبه جایی هستند که داده ها در حافظه پنهان ذخیره می شوند.

کش کردن CDN تقریباً طبق مراحل زیر کار می کند:

یک کاربر نهایی برای اولین بار در صفحه وب شما دارایی های ثابت را درخواست می کند
دارایی ها از سرور مبدا بازیابی می شوند و پس از تحویل در سرور کش لبه PoP نزدیک به کاربر نهایی ذخیره می شوند.
وقتی همان کاربر دفعه بعد همان دارایی را درخواست می کند، درخواست ها به سرور مبدا نمی روند. در عوض، درخواست‌ها به فایل‌های کش شده از سرور PoP می‌روند تا ببینند آیا دارایی‌های ذخیره شده هنوز در دسترس هستند یا خیر و آنها را به کاربر تحویل می‌دهند. اگر آنها در دسترس نباشند یا سرور کش هنوز دارایی ها را کش نکرده باشد، درخواست دوباره به سرور مبدا ارسال می شود.

هنگامی که دارایی‌های استاتیک شما در تمام سرورهای CDN برای یک مکان خاص ذخیره می‌شوند، تمام درخواست‌های بعدی بازدیدکنندگان وب‌سایت برای دارایی‌های استاتیک به جای مبدا از این سرورهای لبه تحویل داده می‌شوند، بنابراین بار مبدا کاهش می‌یابد و مقیاس‌پذیری بهبود می‌یابد.

مزایا

کمک به بهینه سازی پهنای باند و تاخیر

مزایای اصلی استفاده از CDN ها شامل کاهش پهنای باند و تاخیر است. تأخیر به زمان بارگذاری صفحات وب اشاره دارد. CDN ها با انتقال و ذخیره محتوای وب سایت به کاربران نزدیک تر به کاهش زمان بارگذاری صفحه و بهینه سازی تجربه مرور کمک می کنند.

به عنوان مثال، یک شرکت بازی ابری یا کسب و کاری را در نظر بگیرید که خدمات پخش ویدئو را ارائه می دهد. مراکز داده آنها می تواند در نیویورک یا لس آنجلس در ایالات متحده واقع شود. اما کاربران و مصرف کنندگان نهایی آنها می توانند در سراسر جهان مستقر شوند. ممکن است هنوز هم برای کاربران در آستین یا مریلند نسبتاً ساده باشد که همه محتوای خود را هنگام استفاده از خدمات خود بارگیری کنند. اما در مورد کاربرانی که کیلومترها در سراسر جهان در استرالیا یا ژاپن قرار دارند، چطور؟ بدون CDN، هر یک از این کاربران باید هر بار تمام محتوا را دانلود کنند و این منجر به تاخیر و تجربه کاربری نامطلوب می شود.

در پایان، فاصله جغرافیایی بین وب سرور و کاربر نهایی تفاوت زیادی ایجاد می کند. با استفاده از CDN، می توان این فاصله را به حداقل رساند و تجربه کاربر را بهینه کرد. این تأثیر مستقیمی بر درآمد کسب و کار دارد زیرا کاربران و مشتریان ناراضی می توانند به سایر رقبا برگردانده شوند.

بهبود امنیت وب سایت

ماهیت توزیع شده CDN ها، آن را برای مدیریت مقادیر زیادی از ترافیک وب مانند حملات DDoS که در غیر این صورت می تواند منجر به خرابی سرور شود، ایده آل می کند. تکنیک هایی مانند متعادل کردن بار HTTP در CDN به جلوگیری و شناسایی چنین تهدیدات DDoS کمک می کند.

یکی دیگر از قابلیت‌های CDN شامل ارائه گواهی‌های جدید TLS/SSL برای احراز هویت، رمزگذاری و استانداردهای یکپارچگی بهتر است. آنها همچنین در دسترس بودن و افزونگی محتوا را بهبود می بخشند و تضمین می کنند که حتی اگر یک سرور آفلاین شود، دیگران می توانند ترافیک وب را دریافت کنند. به همین ترتیب، CDN ها همچنین می توانند با توزیع درخواست های مخرب در سراسر شبکه، محافظت از سرویس انکار توزیع شده یا DDoS را ارائه دهند.

کمک به کنترل دسترسی مناطق مختلف

CDN ها همچنین برای تیم های مهندسی و صاحبان وب سایت شما برای مدیریت دسترسی به پلتفرم یا خدمات شما مهم هستند. اگر کسب‌وکار شما کاربران یا مصرف‌کنندگانی دارد که در سراسر جهان توزیع شده‌اند، ممکن است مجبور شوید اغلب به برخی از مناطق اجازه دسترسی بدهید و برای برخی دیگر از دسترسی خودداری کنید.

CDN ها می توانند به تیم های مهندسی شما کمک کنند تا منطق برنامه وب را به سرورهای لبه بارگذاری کنند. آن‌ها می‌توانند از CDN برای واگذاری وظایف احراز هویت به لبه، پاسخ به درخواست‌های مناطق مختلف بر اساس ویژگی‌های درخواست و پردازش ویژگی‌های header و body در درخواست‌ها و پاسخ‌ها استفاده کنند.

CDN ها همچنین به جمع آوری گزارش ها و تجزیه و تحلیل داده های تولید شده توسط کاربر کمک می کنند. اگر کسب و کار شما تعداد زیادی از بازدیدکنندگان وب سایت را جذب می کند و زمانی که نیاز به تجزیه و تحلیل ترافیک وب در زمان واقعی دارید، بسیار مهم است.

امکان واکشی قبل از محتوا برای تحویل سریعتر فراهم می شود

دلیل دیگری که چرا CDN ها مهم هستند، توانایی آنها برای واکشی از قبل محتوای وب سایت استاتیک از قبل به سرورهای لبه است. محتوای ثابت شامل دارایی هایی مانند تصاویر، فایل های رسانه ای و بخش های ثابت فایل های HTML، CSS یا جاوا اسکریپت است که اغلب تغییر نمی کنند. حتی محتوای پویا، مانند یک برنامه WebSocket که به رویدادها از یک سرور گوش می دهد، در صورتی که یکپارچگی محکم بین CDN وجود داشته باشد، قابل رسیدگی است.
آنها برای مدیریت ترافیک مقرون به صرفه هستند

مهم‌تر از همه، مدل صورت‌حساب برای CDN به شما امکان می‌دهد با توجه به ترافیک و میزان درخواست‌ها پرداخت کنید، اگرچه درخواست‌های HTTPS می‌توانند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشند.

کلودفلر

کلود فلر یکی از بزرگترین شبکه های CDN در جهان است. در حال حاضر بیش از 8 میلیون وب سایت، از سرویس Cloudflare استفاده می کنند. این سرویس به امنیت، بهینه سازی و سرعت بارگزاری وب سایت ها کمک می کند. استفاده از این سرویس ابری، بسیار ساده و بخش هایی از آن برای همه رایگان است.

در صورت نیاز به تنظیمات و اطلاعات بیشتر از طریق پشتیبانی و تماس با ما در ارتباط باشید.

ملیحه ایزی

«ملیحه ایزی»، فارغ‌التحصیل مقطع کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر، گرایش نرم افزار است.