Content Delivery Network

Сеть доставки (и дистрибуции) содержимого (англ. Content Delivery Network или Content Distribution Network, CDN) — географически распределённая сетевая инфраструктура, позволяющая оптимизировать доставку и дистрибуцию содержимого конечным пользователям в сети Интернет. Использование контент-провайдерами CDN способствует увеличению скорости загрузки интернет-пользователями аудио-, видео-, программного, игрового и других видов цифрового содержимого в точках присутствия сети CDN^[1].

CDN работает на наблюдении, что самые тяжёлые файлы интернета, такие как программы, графика и видео, а также немалая часть оформления сайтов, в том числе CSS, JavaScript и веб-шрифты:

Общедоступные — не нужно обращаться к центральной базе данных и проверять, имеет ли пользователь право загрузить файл.
Статичные — в подавляющем большинстве случаев не нужно отдавать пользователю особую версию инсталлятора или картинки. На данной странице около 200 килобайт динамичного содержимого и около 65 статичного (2024) — но это связано лишь с тем, что CSS и JavaScript (более 150 килобайт) в движке MediaWiki загружаются динамически. При статической загрузке их тоже можно отдать CDN.

Преимущества CDN

Одноточечная дистрибуция (слева) и дистрибуция средствами CDN (справа)

Ускоренный доступ к содержимому, меньше задержки на «узких местах» интернета

На скорость загрузки веб-страницы и её содержимого сильно влияет то, насколько далеко пользователь находится от сервера. Это происходит из-за того, что при использовании технологии TCP/IP, применяемой для распространения информации в сети Интернет, задержки при передаче информации зависят от количества маршрутизаторов, находящихся на пути между источником и потребителем содержимого. Размещение содержимого на нескольких рассредоточенных серверах средствами CDN сокращает сетевой маршрут передачи данных и делает загрузку сайта быстрее с точки зрения пользователя.

Снижение количества хопов, что существенно увеличивает скорость скачивания содержимого из сети Интернет. Конечные пользователи испытывают меньшую задержку при загрузке содержимого, отсутствие резких изменений скорости загрузки и высокое качество потока данных. Возникающая стабильность позволяет операторам CDN доставлять видеосодержимое в формате HD, обеспечивать быструю загрузку файлов больших размеров или организовывать видеовещание с высоким качеством услуги (QoS) и низкими затратами на сеть.

Технология CDN способна предотвратить задержки при передаче данных, возможные прерывания связи и потери на перегруженных каналах и стыках между ними. Управление нагрузкой при передаче сетевого трафика позволяет разгрузить магистраль и узлы сети, распределив возникающую нагрузку между удалёнными серверами.

Размещение серверов в непосредственной близости от конечных пользователей может увеличить исходящую пропускную способность всей системы. К примеру, наличие единственного порта 100 Мбит/с не означает данную скорость на всех участках сети, так как свободная пропускная способность магистрального канала в момент передачи может быть всего 10 Мбит/с. В случае, когда используются 10 распределённых серверов, суммарная пропускная способность может составить 10×100 Мбит/с.

При пропадании связности сети ресурс продолжает частично выполнять свою работу

Современные сети доставки и дистрибуции содержимого способны осуществлять автоматический контроль целостности данных на каждом из серверов сети. При этом гарантируется 100 % доступность содержимого для конечного пользователя в случае потери связности между узлами сети, выхода из строя центрального или удалённого сервера.

Улучшенная статистика и контроль популярности ресурсов

Наиболее развитые коммерческие CDN предоставляют статистический контроль процессов доставки и дистрибуции содержимого. Контент-провайдер в реальном времени может получить всю необходимую информацию о загрузке, доступности и популярности своего содержимого в каждом регионе присутствия.

Устойчивость к DDoS

Из-за мощности и распределённой архитектуры сама CDN устойчива к DDoS-атакам. Центральные серверы можно защитить на уровне CDN, если их адреса закрыты или засекречены.

Сохранность контента

При физической потере данных на одном из серверов CDN, они остаются доступными на другом.

Недостатки

Работает только со статическим содержимым

С динамическим содержимым CDN ничего не может сделать, она просто обращается к исходному серверу. Впрочем, в современных сайтах процент динамического содержимого невелик. Особенно хорошо помогают CDN, если имеем дело с «тяжёлым» статическим содержимым — файлами, видео, фотографиями.

Задержки кэширования

После изменения файла может потребоваться время, чтобы CDN перекэшировала его.

Блокировка по IP закрывает множество сайтов, особенно крупных

В РФ часты блокировки сайтов по IP-адресу. Нередко при этом «банят» один из адресов CDN, со всеми хостящимися на ней сайтами. В отличие от хостинг-провайдеров, коих огромное число, крупных CDN несколько десятков, и выключение любого из них закрывает немалое количество сайтов, особенно крупных и всемирных (мелким и региональным нет нужды пользоваться CDN).

Технология

Сети доставки и дистрибуции содержимого состоят из географически распределённых многофункциональных платформ, взаимодействие которых позволяет максимально эффективно обрабатывать и удовлетворять запросы пользователей при получении содержимого.

При использовании сети CDN данные центрального сервера интернет-ресурса реплицируются на периферийные платформы. Каждая платформа поддерживает в актуальном состоянии полную или частичную копию распространяемых данных. Узел сети, входящий в состав платформы, взаимодействует с локальными сетями интернет-провайдеров и распространяет содержимое конечным пользователям по кратчайшему сетевому маршруту с оптимального по загруженности сервера. Длина сетевого маршрута зависит от географической или топологической удалённости пользовательского компьютера от сервера или стоимости передачи трафика в регионе присутствия.

Кэширование является распространённым методом реализации CDN-решения, так как предполагает оптимальное использование дискового пространства и связующих каналов сети. При этом максимальные затраты по времени загрузки файла (очереди файлов) берёт на себя первый пользователь, обратившийся на оригинальный сервер контент-провайдера. Все последующие пользователи будут обращаться к уже загруженным репликам (HTTP-объектам) с ближайшего к ним сервера. Таким образом, на удалённых серверах хранится только популярное и часто запрашиваемое содержимое.

Крупные CDN могут состоять из огромного количества распределённых узлов и размещать свои серверы непосредственно в сети каждого локального интернет-провайдера. Многие CDN-операторы делают акцент на пропускной способности связующих каналов и минимальном количестве точек присоединения в регионе присутствия. Вне зависимости от используемой архитектуры главным предназначением подобных сетей является ускорение передачи как статического содержимого, так и непрерывного потока данных.

См. также

Примечания

↑ Yusmadi bin Razali. Что такое CDN и как это работает? (рус.) selectel.ru (19 августа 2019). Дата обращения: 11 января 2021. Архивировано 14 января 2021 года.

Ссылки

[1] Yusmadi bin Razali. Что такое CDN и как это работает? (рус.) selectel.ru (19 августа 2019). Дата обращения: 11 января 2021. Архивировано 14 января 2021 года.

[1]