شبکه توزیع محتوا یا CDN (Content Delivery Network)، گروهی از سرورها هستند که در نقاط مختلف جغرافیایی قرار دارند و به هم متصل شده اند. وظیفه آن ها این است که محتوای موجود در اینترنت را از نزدیک ترین شبکه ممکن به کاربر تحویل دهند تا انتقال اطلاعات با بالاترین سرعت ممکن اتفاق بیافتد.
هدف اولیه CDN بهبود عملکرد وب با کاهش زمان مورد نیاز برای ارسال محتوا به کاربران است. CDN از چندین شبکه طراحی شده است تا میزان تاخیر در حمل و نقل اطلاعات را از نقاط مختلف کاهش دهد. از بین بردن تاخیر در شبکه توزیع محتوا بسیار مهم است.
ارائه دهندگان CDN، محتوای کش شده (ذخیره شده) را در نقاطی که شبکه های شان حضور دارند (POP) نگهداری می کنند. زمانی که یک کاربر از سایتی، محتوایی را درخواست می کند، اگر آن محتوا در CDN ذخیره شده باشد، در خواست را به نزدیک ترین سرور به کاربر منتقل می کند و سپس آن را به کاربر تحویل می دهد. همه این فرآیند بدون اینکه کاربر متوجه شود و با سرعت بالا، انجام می شود.
بسیاری از سازمان ها از CDN برای ذخیره محتوای وب خود در جهت افزایش سرعت عملکرد و امنیت استفاده می کنند. امروزه تقاضا برای استفاده از شبکه توزیع محتوا در حال افزایش است به دلیل اینکه سرعت یکی از کلیدی ترین عملکردها در فضای وب است. البته بهتر است بدانید که تعداد کمی از CDNها در هر کشوری دارای شبکه (POP) هستند، در نتیجه، سازمان ها باید از چندین ارائه دهنده CDN استفاده کنند تا مطمئن شوند که نیاز مشتریان و کاربران خود را در هر کجا که هستند برآورده می کنند.
علاوه بر ذخیره محتوای وب و تحویل آن به کاربران، ارائه دهنگان CDN خدمات دیگری را ارائه می دهند که عملکرد اصلی آن ها را تکمیل می کند. این خدمات شامل خدمات امنیتی برای حافظت از حملات DDoS، فایروال برنامه های وب (WAF) و کاهش نفوذ ربات ها است.
تاریخچه CDN
شبکه توزیع محتوا تقریبا 20 سال پیش برای مقابله با چالش ارسال سریع حجم زیادی از داده ها به کاربران اینترنت ایجاد شد. اولین شبکه های توزیع محتوا در اواخر دهه 1990 ساخته شدند و هنوز هم 15 تا 30 درصد از حجم ترافیک جهانی بر عهده آن هاست. از آنجا که انواع محتوا مانند ویدیو، صدا و سایر داده ها در اینترنت پیشرفت کرده اند، CDN های بیشتری هم ایجاد و توسعه پیدا کرد. به طور کلی تکامل CDNها را می توان در 4 نسل طبقه بندی کرد:
دوره قبل از تشکیل: قبل از ایجاد CDNها، فناوری ها و زیرساخت های مورد نیاز در حال توسعه بودند. این دوره شامل ایجاد مزارع سرور (پایگاه های استقرار سرور در آن ها)، ذخیره اطلاعات، بهبود در وب سرورها و استقرار پروکسی و کش (Cache) است.
نسل اول: اولین دوره شبکه های توزیع محتوا عمدتا بر ارائه محتوای پویا و ثابت متمرکز بود. هدف اصلی این نسل، کپی محتوا، پیدا کردن هوشمندانه مسیر و انجام محاسبات برای رساندن محتوا به کاربر بود. برنامه ها و اطلاعات برای ارسال در سرورها تقسیم می شدند.
نسل دوم: در این زمان CDNها کاملا روی کار آمده بودند. تمرکز بیشتر بر روی محتواهای صوتی و ویدیویی بر حسب تقاضای کاربران بود. این نسل شروع به ارائه خدمات به کاربران گوشی های هوشمند کرد و از تکنیک های P2P و محاسبات ابری استفاده می کرد.
نسل سوم: این نسل جایی است که ما در آن قرار داریم و هنوز در حال تحقیق، توسعه و تکامل است. هدف این نسل این است که CDNها به طور گسترده ای در فضای وب مورد استفاده قرار بگیرند تا کاربران در هر سطحی که هستند، بهترین کیفیت را تجربه کنند.
شبکه های توزیع محتوا در ابتدا با هدف کاهش فشار بر پهنای باند ایجاد شدند، چراکه تقاضای پخش ویدیو در فضای وب بالا رفته بود. همچنین با پیشرفت این سیستم و افزایش میزان استفاده از آن در دنیای وب، هزینه های خدمات CDN کاهش یافت.
CDN یا شبکه توزیع محتوا چگونه کار می کند؟
نرم افزار مدیریت CDN به صورت فعال محاسبه می کند که کدام سرور در نزدیک ترین محل به کاربر قرار دارد و براساس آن محتوا را برای کاربر ارسال می کند. سرور CDN با سرور اصلی محتوا ارتباط برقرار می کند تا محتوای کش شده و محتوای جدیدی را که کش نشده است، به کاربر تحویل دهد.
سرور CDN مسافتی را که یک محتوا باید طی کند، کاهش می دهد. نتیجه این کار باعث مصرف کمتر اینترنت، پهنای باند بهینه تر و عملکرد سریع تر است. در صورت حمله یا قطع اینترنت، محتوای ذخیره شده بر روی سرور CDN در دسترس برخی از کاربران باقی می ماند.
ارائه دهندگان CDN برای دسترسی سریع تر داده ها به کاربران، حجم فایل ها را با استفاده از فشرده سازی و الگوریتم های خاص کاهش می دهند و از یادگیری ماشین و هوش مصنوعی برای بارگذاری و سرعت انتقال بالاتر استفاده می کنند.
کاربرد CDN چیست؟
کاربرد اصلی CDN ارائه محتوا از طریق شبکه ای از سرورها به روشی ایمن و کارآمد و رساندن آن به دست کاربران است. این شبکه ها امنیت محتوا، همچنین عملکرد و در دسترس بودن آن را بهبود می بخشند. آن ها همچنین برای جمع آوری، تجزیه و تحلیل کاربران و ردیابی داده ها در ترافیک شبکه استفاده می شوند.
CDN ها طیف وسیعی از محتوا را به شیوه های مختلف ارائه می دهند، از جمله وب سایت ها، برنامه های موبایل، ویدیوهای پخش زنده، بازی های آنلاین و سایر موارد دیگر. ترافیک شبکه های اجتماعی و موتورهای جستجو از طریق CDNها انجام می شود.
در ادامه نمونه هایی از نحوه استفاده از CDNها آورده شده است:
• فروشگاه های آنلاین از شبکه توزیع محتوا در زمان های شلوغ سال که احتمال افزایش ترافیک وجود دارد استفاده می کنند.
• بانک ها برای انتقال امن داده های حساس
• تولید کنندگان برنامه های گوشی های هوشمند برای کاهش زمان بارگذاری و افزایش زمان پاسخگویی و بهبود تجربه
مزایای شبکه توزیع محتوای وب (CDN)
بسته به نوع نیازتان CDN ها می توانند 4 مزیت برای شما داشته باشند:
1. بهبود زمان بارگذاری صفحه وب سایت
با فعال کردن سیستم توزیع محتوای وب، کاربران زمان بارگذاری کوتاه تری را تجربه می کنند. معمولا کاربران از صفحاتی که زمان لود شدن شان بیشتر از 3 ثانیه طول می کشد به سرعت بیرون می آیند. سرعت پایین لود شدن صفحه وب بر رتبه سئو هم تاثیر منفی می گذارد. بنابراین داشتن CDN نرخ پرش را کاهش می دهد و مدت زمان کاربران را در سایت افزایش می دهد. به عبارت دیگر، وب سایتی که به سرعت بارگذاری می شود، بازدیدکنندگان را برای مدت طولانی تری در خود نگه می دارد.
2. کاهش هزینه های پهنای باند
هربار که یک سرور مبدا به درخواست کاربری پاسخ می دهد، پهنای باند مصرف می شود. از طریق کَش (Cache) داده ها و سایر بهینه سازی ها، CDN می تواند حجم داده هایی را که یک سرور مبدا باید انتقال دهد، کاهش دهد. در نتیجه هزینه های میزبانی و هاستینگ برای صاحبان وب سایت کاهش می یابد.
3. در دسترس بودن محتوا
حجم زیاد ترافیک سایت یا خرابی سخت افزار می تواند عملکرد عادی وب سایت را مختل کند. به لطف شبکه توزیع محتوا (CDN)، می توان ترافیک بیشتری را در سایت مدیریت کرد و نسبت به سرورهای فیزیکی، مقاومت بیشتری در برابر خراب شدن دارد. علاوه بر این، اگر یک یا چند سرور CDN به دلایلی با هم آفلاین شوند، سایر سرورها ترافیک وب را دریافت می کنند و مانع توقف عملیات در حال اجرا می شوند.
4. بهبود امنیت وب سایت
CDNها با کاهش پرش های ترافیکی، میزان حملات DDoS را نیز کاهش می دهند. این حملات، عوامل مخربی هستند که به طور ناگهانی تعداد زیادی درخواست به سرور ارسال می کنند و باعث ایجاد اخلال در عملکرد سرور می شوند. به همین دلیل سرور اصلی سایت دیگر نمی تواند به خوبی پاسخگوی درخواست کاربران باشد. یک CDN اساسا به عنوان یک پلتفرم محافظتی هم استفاده می شود، به گونه ای که بار موجود بر روی سرور را به طور مساوی بین شبکه توزیع تقسیم می کند و باعث افزایش امنیت وب سایت می گردد.
چرا از CDN ها استفاده کنیم؟
شبکه های توزیع محتوا با به حداقل رساندن تاخیر، بهبود عملکرد وب سایت و کاهش هزینه های پهنای باند، به کسب و کارها کمک می کنند تا محتوا را در بهترین حالت ممکن به کاربران نهایی ارائه کنند.
یکی دیگر از ویژگی های منحصر به فرد آن ها این است که محتوا را در تمام مراکز داده خود ذخیره می کنند که به این مراکز داده به اصطلاح POP (Point Of Presence) می گویند. POP ها نزدیک ترین منبع محتوا به کاربر را پیدا می کنند و زمان ارسال را کاهش می دهند.
برای مثال در حال اجرای یک کمپین تبلیغاتی هستید و قرار است میان میلیون ها مخاطب نمایش داده شود. اما آیا مطمئن هستید که سرور شما توانایی این حجم از ورودی و ترافیک را به یکباره دارد؟ در چنین حالتی، شبکه های توزیع محتوا، بار ترافیک را بین سرورهای خود تقسیم می کنند تا همه بتوانند به محتوای شما دسترسی داشته باشند.
