CDN یا شبکه توزیع محتوا چیست ؟
قبل از اینکه سراغ نصب و راه اندازی برویم بهتر است متوجه شویم دقیقا منظور از CDN چیست؟
CDN (content delivery network ) یا شبکه های توزیع محتوا به هر شبکه ای گفته می شود که برای تحویل محتوای دیجیتالی بهینه سازی شده است. بیایید بررسی کنیم این شبکه های بهینه سازی شده چه کاری انجام می دهند.
فرض کنید شما درحال انجام درخواست برای ورود به وب سایت آمازون در آلمان هستید، در حالت عادی درخواست شما از مسیر ایران تا آلمان را طی می کند تا به سرور های اصلی در آلمان برسد و سرور اصلی آن را دریافت، پاسخ مناسب را به شما داده و شما وارد سایت می شوید.
طی شدن این مسیر طولانی می تواند مشکلاتی را به همراه داشته باشد اعم از قعطی مسیر ارتباطی یا طویل بودن مسیر، کندی سرعت برای لود شدن سایت و از این قبیل مشکلات.
اینجاست که سرویس های CDN اهمیت حضور خود را پررنگ خواهند کرد.
حالا برگردیم به مسئله خود، این بار شما برای ورود به سایت آمازون که در آلمان قرار دارد، درخواست خود را وارد می کنید اما این بار درخواست شما به سروری در ترکیه می رود که تمام اطلاعات را از سرور مادر که در آلمان قرار دارد برای اولین بار دریافت می کند و درحافظه cache خود نگه می دارد. در درخواست های بعدی از اطلاعات موجود در حافظه cache استفاده می کند که کمی جلوتر کامل توضیح داده شده است و به این صورت سرعت لود شدن سایت و دسترسی شما به اطلاعات بسیار راحت‌تر خواهد شد. مورد ذکر شده دقیقا کاری است که سرویس های توزیع محتوا یا CDNها انجام می دهند. از سرور مادر، سرور هایی در نقاط مختلف قرار می گیرد که به آن سرور های edge گفته می شود. اطلاعت را از حافظه سرور اصلی یا همان سرور مادر می گیرند و درون خود قرار می دهند و به شما پاسخ می دهند.
CDN ها می توانند سراسری مثل گوگل یا حتی مختص به یک منطقه و کشور باشند.
در مواقعی هم که شما درخواست اطلاعاتی را دارید که روی سرور مادر وجود دارد و این اطلاعات در سرویس CDN وجود ندارد، سرور edge به سرور اصلی مراجعه می کند و مانند یک پروکسی عمل می کند و شما را به سرور اصلی متصل می کند. در کنار پاسخ به درخواست شما این اطلاعات به روز شده را به خود اضافه می کند. در درخواست دوم اگر کسی همان درخواست شما را داشته باشد از حافظه cache خود استفاده می کند، مانند عکس زیر:
اجزای مختلف CDN
- Distribution Network (شبکه توزیع): در سطح بالا و بزرگترین واحد، وظیفه توزیع محتوای بهینه به کاربران در سراسر جهان را دارد.
- Edge Servers (سرورهای لبه): زیرمجموعهٔ Distribution Network هستند و در نقاط جغرافیایی مختلف قرار دارند. وظیفه اصلی آنها ارائه محتوا به کاربران در نزدیکترین نقطه به آنهاست.
- سرورهای محتوا (Content Servers): زیرمجموعه Distribution Network هستند و مسئول ذخیره و ارائه محتوا به Edge Servers و در نهایت به کاربران هستند.
- پایگاه داده های محتوا (Content Databases): به عنوان یک زیرمجموعهٔ سرورهای محتوا (Content Servers) عمل می‌کنند و اطلاعات مربوط به محتوا را ذخیره می‌کنند.
- پروتکل‌های انتقال (Transfer Protocols): این پروتکل‌ها در تبادل اطلاعات بین سرورهای محتوا، سرورهای لبه(edge) و کاربران استفاده می‌شوند. آنها در تبادل اطلاعات و ارتباطات شبکه نقش دارند.
- سیستم هوشمند (Intelligent Systems): به عنوان یک جزء هوشمند درون CDN عمل می‌کند و مسئول بهینه‌سازی توزیع محتوا، مدیریت حافظه نهان، تشخیص حملات DDoS و سایر تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه هستند.
از زیرمجموعه‌ها به سمت پایین، هر کدام وظایف و مسئولیت‌های خاصی را بر عهده دارند و به عنوان شاخه‌ها و زیرشاخه‌های CDN در نظر گرفته می‌شوند.
Distribution Network (شبکه توزیع)
در CDN (شبکه توزیع محتوا) به عنوان یک واحد اصلی عمل کرده و وظایف اصلی آن شامل موارد زیر می‌شود:
توزیع محتوا بهینه:
- Distribution Network وظیفه اصلی توزیع محتوای بهینه به کاربران در سراسر جهان را دارد. به این معنا که محتوا از نزدیکترین سرور لبه (Edge Server) به کاربران ارائه می‌شود که باعث کاهش زمان لود و بهبود تجربه کاربری می‌شود.
مدیریت حافظه نهان (Caching):
- سرورهای لبه (Edge Servers) در Distribution Network دارای حافظه نهان (Cache) هستند. این حافظه نهان به طور موقت اطلاعات محتوا را در نزدیکترین نقاط جهان ذخیره می‌کند تا درخواست‌های بعدی به سرعت پاسخ داده شود.
مدیریت ترافیک:
- Distribution Network به بهینه‌سازی مسیرهای انتقال داده برای کاهش تاخیر و بهبود پاسخ به درخواست‌ها مشغول است. این مؤلفه شامل انتخاب مسیرهای بهینه برای انتقال داده از سرورهای محتوا به سرورهای لبه و در نهایت به کاربران می‌شود.
توزیع بار (Load Balancing):
- Distribution Network به توزیع بار بین سرورهای لبه و همچنین بین منابع مختلف می‌پردازد تا جلوی بار زیادی را از سرورها بگیرد و توازن بار مطلوبی ایجاد شود.
مدیریت امنیت:
- Distribution Network به مدیریت امنیت شبکه و مقابله با حملات DDoS (حملات توزیع شده از خدمات) مشغول است. سیستم‌های هوشمند در اینجا نقش مهمی ایفا می‌کنند تا امنیت شبکه را حفظ کنند.
Distribution Network به همکاری تمام اجزاء برای ارائه محتوای بهینه، پایدار و امن به کاربران در سراسر جهان مشغول است.
Edge Servers (سرورهای لبه)
سرور های لبه در معماری CDN (شبکه توزیع محتوا) نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند و وظایف متعددی را بر عهده دارند. کارهای اصلی سرورهای لبه عبارتند از:
- ارائه محتوای بهینه:
- سرورهای لبه مستقر در نقاط استراتژیک جهان قرار دارند تا به کاربران در نزدیکترین نقطه به آنها خدمات دهند. این سرورها مسئول ارائه محتوا بهینه و سریع به کاربران هستند.
- حافظه نهان (Caching):
- سرورهای لبه دارای حافظه نهان هستند که از طریق آن محتواهای متداول ذخیره می‌شوند. این حافظه نهان کمک می‌کند تا درخواست‌های بعدی به سرعت پاسخ داده شود و بار شبکه کاهش یابد.
- توزیع بار (Load Balancing):
- سرورهای لبه به توزیع بار بین خود و بین منابع مختلف مشغول هستند. این عمل به تسهیل توزیع بار و جلوگیری از بار زیاد بر روی یک سرور خاص کمک می‌کند.
- مدیریت امنیت:
- این سرورها نقش مهمی در مدیریت امنیت شبکه دارند. آنها می‌توانند حملات DDoS و سایر تهدیدات امنیتی را مدیریت و مهار کنند.
- بهینه‌سازی مسیرها (Route Optimization):
- سرورهای لبه به بهینه‌سازی مسیرهای انتقال داده برای کاهش تاخیر و بهبود پاسخ به درخواست‌ها مشغول هستند. این به تسریع انتقال داده‌ها از منابع تا کاربران کمک می‌کند.
- مدیریت نگهداری و بروزرسانی:
- سرورهای لبه نیاز به نگهداری و بروزرسانی دائمی دارند تا از عملکرد بهینه و اطلاعات جدید محتواها برخوردار باشند.
سرورهای لبه همچنین ممکن است ویژگی‌های دیگری نیز داشته باشند، اما این وظایف اساسی نشان دهنده نقش مهم آنها در بهبود عملکرد CDN و ارائه محتوای بهینه به کاربران است.
پایگاه داده‌های محتوا (Content Databases)
پایگاه داده های محتوا نیز یکی از اجزاء کلیدی در معماری CDN (شبکه توزیع محتوا) است که نقش مهمی در مدیریت و ذخیره اطلاعات محتوا دارند. وظایف اصلی این پایگاه داده‌ها عبارتند از:
ذخیره اطلاعات محتوا:
- پایگاه داده‌های محتوا مسئول ذخیره اطلاعات مرتبط با محتوا هستند. این اطلاعات شامل مشخصات فایل‌ها، تصاویر، متن‌ها و دیگر محتواهایی است که CDN باید توزیع کند.
مدیریت نسخه و بروزرسانی:
- این پایگاه داده‌ها به مدیریت نسخه‌ها و بروزرسانی‌های مختلف محتوا ها مشغول هستند. آنها اطلاعات زمانی که یک فایل به‌روز می‌شود یا نسخه جدیدی از محتوا افزوده می‌شود را مدیریت می‌کنند.
استعلام و بازیابی داده:
- پایگاه داده‌های محتوا باید قابلیت انجام استعلام‌ها و بازیابی داده‌ها را داشته باشند. این اطلاعات ممکن است برای مدیریت و توزیع محتوای بهینه مورد استفاده قرار گیرد.
مدیریت امنیت:
- این پایگاه داده‌ها نیز نقش مهمی در مدیریت امنیت اطلاعات محتوا ایفا می‌کنند. اطلاعات محتوا باید در مقابل دسترسی غیرمجاز و تهدیدات امنیتی حفاظت شوند.
تطبیق بهینه محتوا:
- با تحلیل داده‌های ذخیره شده، پایگاه داده می‌تواند به بهینه‌سازی توزیع محتوا بر اساس نیازها و ویژگی‌های کاربران بپردازد.
مدیریت حجم داده:
- این پایگاه داده‌ها باید بتوانند حجم زیادی از داده‌ها را مدیریت کنند، زیرا CDN ممکن است با تعداد زیادی از فایل‌ها و محتواها سرویس دهد.
با این کارها، پایگاه داده‌های محتوا در CDN به بهبود عملکرد و کارایی توزیع محتوا به کاربران در سراسر جهان کمک می‌کنند.
Transform Protocol یا پروتکل تبدیل
پروتکل تبدیل یک ویژگی مهم در معماری CDN (شبکه توزیع محتوا) است که به بهینه‌سازی ارتباط بین سرورهای محتوا، سرورهای لبه (Edge Servers) و کاربران کمک می‌کند. وظایف اصلی Transform Protocol عبارتند از:
تبدیل فرمت و محتوا:
- این پروتکل به تبدیل فرمت فایل‌ها و محتوا ها به یک فرمت بهینه برای ارسال به کاربران می‌پردازد. این تبدیل ممکن است شامل فشرده‌سازی تصاویر، تغییر فرمت‌های ویدئو یا بهینه‌سازی دیگر باشد.
کاهش حجم داده:
- Transform Protocol در کاهش حجم داده‌ها نقش دارد تا زمان انتقال داده‌ها از سرورهای محتوا به سرورهای لبه (Edge Servers) و سپس به کاربران کاهش یابد. این ویژگی به بهبود سرعت بارگذاری صفحات و بهبود تجربه کاربری کمک می‌کند.
تبدیل پروتکل ارتباطی:
- Transform Protocol می‌تواند پروتکل ارتباطی میان سرورهای محتوا و سرورهای لبه را تغییر دهد. این عمل به بهبود کارایی ارتباطات شبکه و افزایش سرعت انتقال داده‌ها کمک می‌کند.
توزیع داینامیک محتوا:
- این پروتکل به توزیع داینامیک محتوا و اطلاعاتی که بر اساس مشخصه‌های کاربری متفاوت است، می‌پردازد. این ویژگی به بهینه‌سازی تحویل محتوا بر اساس ویژگی‌های دستگاه، شبکه و نوع محتوا کمک می‌کند.
پشتیبانی از تکنولوژی‌های جدید:
- Transform Protocol می‌تواند از تکنولوژی‌های جدیدی مانند HTTP/2 یا HTTP/3 به صورت داینامیک پشتیبانی کند و از قابلیت‌ها و امکانات جدید این پروتکل‌ها استفاده کند.
با استفاده ازCDN , Transform Protocol قادر است به بهینه‌سازی محتوا و افزایش سرعت ارتباط بین کاربران و محتواهای ذخیره شده در سرورهای لبه مشغول باشد.
سیستم‌های هوشمند (Intelligent Systems)
سیستم های هوشمند در معماری CDN (شبکه توزیع محتوا) نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها از الگوریتم‌ها و فناوری‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کنند تا تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه بر اساس شرایط مختلف شبکه و ترافیک انجام دهند. وظایف اصلی این سیستم‌ها شامل:
بهینه‌سازی توزیع محتوا:
- سیستم‌های هوشمند توانایی بهینه‌سازی توزیع محتوا را دارند. این به این معناست که محتوا به نزدیکترین سرور لبه (Edge Server) توسط این سیستم‌ها هدایت می‌شود، تا زمان لود کاهش یابد و تجربه کاربری بهبود یابد.
مدیریت حافظه نهان (Cache Management):
- سیستم‌های هوشمند مسئول مدیریت حافظه نهان (Cache) سرورهای لبه هستند. این شامل تصمیم‌گیری در مورد اینکه چه محتوایی باید در حافظه نهان نگهداری شود و چه محتوایی از حافظه نهان حذف شود، می باشد.
تصمیم‌گیری های ترافیک:
- سیستم‌های هوشمند مسئول تصمیم‌گیری در مورد بهینه‌سازی ترافیک شبکه و انتخاب مسیرهای مناسب برای انتقال داده‌ها به کاربران هستند.
مدیریت بار (Load Management):
- این سیستم‌ها مسئول توزیع بار بین سرورهای لبه و مدیریت بار شبکه هستند. آنها ممکن است تصمیم‌گیری در مورد افزایش یا کاهش بار مخابراتی در نقاط مختلف جهان را انجام دهند.
تشخیص حملات امنیتی:
- سیستم‌های هوشمند قابلیت تشخیص حملات امنیتی را دارند و می‌توانند به صورت هوشمندانه در مقابل این حملات اقدام کنند.
بهینه‌سازی تجربه کاربری:
- با تحلیل داده‌های مرتبط با تجربه کاربری، سیستم‌های هوشمند قادرند تصمیم‌گیری‌هایی انجام دهند که به بهبود تجربه کاربری کمک کنند، از جمله کاهش زمان لود و بهینه‌سازی تحویل محتوا.
سیستم‌های هوشمند در CDN با تحلیل داده‌های شبکه و اطلاعات محتوا، تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه انجام داده و به بهینه‌سازی توزیع محتوا و ارائه خدمات سریع و با کیفیت به کاربران می‌پردازند.
و در نهایت اگر برای نصب و راه اندازی cdn آماده هستید، به راهنمای راه اندازی CDN در پورتال مراجعه کنید.