سایت خبرکاو

جستجوگر هوشمند اخبار و مطالب فناوری

ذخیره سازی در مقابل شبکه های تحویل محتوا – چه تفاوتی دارد؟

در دنیای بهینه‌سازی شبکه، شبکه‌های تحویل محتوا (CDN) و حافظه پنهان نقشی حیاتی در بهبود عملکرد وب‌سایت و تجربه کاربر دارند. و در حالی که هدف هر دو افزایش سرعت بارگذاری وب سایت است، اهداف و مکانیسم های متمایزی دارند. در این آموزش، ما عمیقاً به جزئیات CDN ها و حافظه پنهان می پردازیم تا شباهت ها، تفاوت ها و نحوه کمک آنها به افزایش تجربیات آنلاین را درک کنیم. در اینجا چیزی است که ما پوشش خواهیم داد: Caching چیست؟ شبکه تحویل محتوا (CDN) ...

در دنیای بهینه‌سازی شبکه، شبکه‌های تحویل محتوا (CDN) و حافظه پنهان نقشی حیاتی در بهبود عملکرد وب‌سایت و تجربه کاربر دارند.

و در حالی که هدف هر دو افزایش سرعت بارگذاری وب سایت است، اهداف و مکانیسم های متمایزی دارند.

در این آموزش، ما عمیقاً به جزئیات CDN ها و حافظه پنهان می پردازیم تا شباهت ها، تفاوت ها و نحوه کمک آنها به افزایش تجربیات آنلاین را درک کنیم.

در اینجا چیزی است که ما پوشش خواهیم داد:

    Caching چیست؟

    شبکه تحویل محتوا (CDN) چیست؟

    حافظه پنهان در مقابل CDN ها - تفاوت چیست؟

    زمان استفاده از حافظه پنهان

    زمان استفاده از CDN ها

    ترکیب Caching و CDN

    بسته بندی

Caching چیست؟

تصور کنید که یک کتابدار هستید و یک کتابخانه محبوب را مدیریت می کنید. هر روز، خوانندگانی می‌آیند که مجموعه‌ای از کتاب‌های مشابه «فکر کن و ثروتمند شو» یا «سرمایه‌گذار هوشمند» را درخواست می‌کنند.

در ابتدا، این کتاب ها را از قفسه های اصلی می آورید که زمان و تلاش می خواهد. اما به زودی متوجه الگویی می‌شوید: مجموعه‌ای از کتاب‌ها مکرراً توسط خوانندگان مختلف درخواست می‌شوند. پس ، چه کار می کنید؟

شما تصمیم می گیرید یک بخش ویژه در نزدیکی ورودی ایجاد کنید که در آن نسخه هایی از این کتاب های اغلب درخواستی را نگه دارید. حالا، وقتی خوانندگان می آیند و آنها را می خواهند، لازم نیست هر بار به سمت قفسه های اصلی بدوید. درعوض، شما به سادگی کپی ها را از بخش ویژه به آنها تحویل می دهید و در زمان صرفه جویی می کنید و فرآیند را کارآمدتر می کنید.

این بخش ویژه کش را نشان می‌دهد و کتاب‌هایی را که اغلب به آنها دسترسی دارند برای بازیابی سریع ذخیره می‌کند.

حافظه پنهان تکنیکی است که برای ذخیره موقت کپی از داده‌هایی که اغلب به آنها دسترسی دارند، استفاده می‌شود. داده های کش می تواند هر چیزی باشد، از صفحات وب و تصاویر گرفته تا نتایج جستجوی پایگاه داده. هنگامی که یک کاربر محتوای ذخیره شده را درخواست می کند، سرور به جای اینکه دوباره آن را تولید کند، آن را از حافظه پنهان بازیابی می کند و زمان پاسخ را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

هنگامی که یک وب سرور درخواستی را دریافت می‌کند، می‌تواند از استراتژی‌های مختلف ذخیره‌سازی برای مدیریت کارآمد آن پیروی کند. یکی از راهبردهای رایج به نام کش خواندنی شناخته می شود:

    درخواست دریافت شده: وب سرور درخواستی از مشتری دریافت می کند.

    تحلیل کش: ابتدا به کش نگاه می کند تا ببیند آیا پاسخ به درخواست از قبل وجود دارد یا خیر.

    Cache Hit: اگر پاسخ در حافظه پنهان (Hit) باشد، داده ها را فوراً به مشتری ارسال می کند.

    Cache Miss: اگر پاسخ در حافظه پنهان نباشد (miss)، سرور از پایگاه داده درخواست می کند تا داده های مورد نیاز را دریافت کند.

    ذخیره در کش: هنگامی که داده ها را از پایگاه داده دریافت می کند، پاسخ را برای درخواست های بعدی در حافظه پنهان ذخیره می کند.

    Send Response: در نهایت سرور داده ها را برای مشتری ارسال می کند.

هنگام پیاده سازی یک سیستم کش چه مواردی را باید در نظر گرفت

تصمیم بگیرید که چه زمانی از کش استفاده کنید:

کش برای داده هایی که اغلب خوانده می شوند اما به ندرت تغییر می کنند بهترین است.

سرورهای کش برای ذخیره داده های حیاتی مناسب نیستند زیرا از حافظه فرار استفاده می کنند.

داده های مهم باید در فروشگاه های داده دائمی ذخیره شوند تا در صورت راه اندازی مجدد سرور حافظه پنهان، از دست نرود.

یک خط مشی انقضا تنظیم کنید:

برای حذف داده های منقضی شده از کش، یک خط مشی انقضا را اجرا کنید.

از تنظیم تاریخ های انقضا خیلی کوتاه (برای جلوگیری از بارگیری مجدد پایگاه داده مکرر) و خیلی طولانی (برای جلوگیری از قدیمی بودن داده) خودداری کنید.

همگام سازی بین فروشگاه های داده و حافظه پنهان را حفظ کنید

ناهماهنگی ها می تواند به دلیل عملیات جداگانه در ذخیره سازی داده ها و حافظه پنهان، به ویژه در محیط های توزیع شده، ایجاد شود.

کاهش خطاها:

از چندین سرور کش در مراکز داده مختلف استفاده کنید تا از یک نقطه خرابی جلوگیری کنید.

فراهم کردن بیش از حد حافظه برای سازگاری با افزایش استفاده و جلوگیری از مشکلات عمل کرد.

اجرای سیاست اخراج:

هنگامی که حافظه پنهان پر است، موارد جدید ممکن است باعث حذف موارد موجود شوند (اخراج کش).

یک خط‌مشی محبوب اخراج حداقل اخیراً استفاده شده (LRU) است، اما سایر خط‌مشی‌ها مانند حداقل استفاده‌شده (LFU) یا First In, First Out (FIFO) را می‌توان بر اساس موارد استفاده خاص انتخاب کرد.

کاربردهای ذخیره سازی در دنیای واقعی

پلتفرم های رسانه های اجتماعی: تصور کنید که در فید فیس بوک خود پیمایش می کنید. به لطف حافظه پنهان، تصاویر نمایه، پست های پرطرفدار و محتوایی که اخیراً لایک شده است را فوراً می بینید، حتی اگر میلیون ها کاربر به طور همزمان به پلتفرم دسترسی داشته باشند.

ذخیره این عناصری که اغلب به آنها دسترسی دارید در سرورها یا دستگاه شما تاخیرها را به حداقل می رساند و تجربه را روانتر و جذاب تر می کند.

وب‌سایت‌های تجارت الکترونیک: هنگام جستجوی آمازون برای یافتن یک ابزار جدید، انتظار خرید یکپارچه را دارید. حافظه پنهان در اینجا نقش مهمی ایفا می کند. تصاویر محصول، توضیحات و اطلاعات قیمت در حافظه پنهان ذخیره می شوند و وب سایت را قادر می سازد تا نتایج جستجو و صفحات محصول را به سرعت نمایش دهد.

این امر به‌ویژه در فصل‌های اوج مانند جمعه سیاه یا دوشنبه سایبری بسیار مهم است، جایی که ذخیره‌سازی حافظه پنهان به مدیریت افزایش ترافیک کمک می‌کند و اطمینان می‌دهد مشتریان می‌توانند خریدهای خود را بدون تاخیر انجام دهند.

سیستم های مدیریت محتوا (CMS): میلیون ها وب سایت به سیستم عامل های CMS مانند وردپرس متکی هستند. برای اطمینان از عملکرد روان برای همه این کاربران، بسیاری از پلتفرم‌های CMS پلاگین‌های کش را ادغام می‌کنند. این پلاگین ها صفحاتی که اغلب به آنها دسترسی دارند را ذخیره می کنند و بار روی سرور و پایگاه داده را کاهش می دهند.

این به زمان بارگذاری سریع‌تر صفحه، بهبود رتبه سئو به دلیل نمایه‌سازی سریع‌تر توسط موتورهای جستجو و به طور کلی وب‌سایت واکنش‌گراتر است که تجربه بهتری را برای بازدیدکنندگان فراهم می‌کند.

شبکه تحویل محتوا (CDN) چیست؟

اکنون، CDN را به عنوان یک شبکه جهانی کامیون های تحویل کتاب در نظر بگیرید. به جای اینکه همه کتاب ها را در یک کتابخانه مرکزی ذخیره کنید، شعبه های محلی در سرتاسر جهان دارید که هر کدام نسخه هایی از محبوب ترین کتاب ها را دارند.

وقتی خوانندگان کتابی را درخواست می کنند، لازم نیست آن را از کتابخانه اصلی ارسال کنید. در عوض، آنها را به نزدیکترین شعبه هدایت می‌کنید، جایی که می‌توانند به سرعت یک نسخه از آن را دریافت کنند. این امر زمان سفر (زمان انتقال داده) را کاهش می دهد و همه را از دسترسی سریع به کتاب های مورد علاقه خود راضی نگه می دارد.

از نظر فنی، CDN شبکه ای از سرورها است که در مکان های مختلف در سطح جهانی توزیع شده است. هدف اصلی آن ارائه محتوای وب مانند تصاویر، ویدئوها، اسکریپت ها و شیوه نامه ها به کاربران با کاهش فاصله فیزیکی بین سرور و کاربر است.

CDN ها چگونه کار می کنند:

ابتدا تصور کنید که کاربر A می خواهد تصویری را در یک وب سایت ببیند. آنها روی پیوند ارائه شده توسط CDN، مانند " https://mywebsite.cloudfront.net/image.jpg " کلیک می کنند. این تصویر را درخواست می کند.

سپس، اگر تصویر در حافظه پنهان CDN (کش) نباشد، CDN تصویر را از منبع اصلی، مانند وب سرور یا آمازون S3، واکشی می کند.

در پاسخ به آن، منبع اصلی تصویر را به CDN برمی‌گرداند. ممکن است شامل یک هدر Time-to-Live (TTL) باشد که نشان می دهد چه مدت تصویر باید در حافظه پنهان بماند.

سپس، CDN تصویر را ذخیره می‌کند و آن را به کاربر A ارائه می‌کند. تا زمانی که TTL منقضی شود، در حافظه پنهان باقی می‌ماند.

سپس فرض کنید که کاربر B همان تصویر را درخواست می کند. در آن مرحله، CDN تحلیل می کند که آیا هنوز در حافظه پنهان است یا خیر. اگر تصویر همچنان در حافظه پنهان است (TTL منقضی نشده است)، CDN آن را از آنجا ارائه می دهد (یک ضربه). در غیر این صورت (یک از دست رفته)، یک کپی تازه از مبدا دریافت می کند.

هنگام پیاده سازی CDN چه نکاتی را باید در نظر گرفت

مدیریت هزینه : CDN ها برای انتقال داده هزینه می گیرند. عاقلانه است که محتوایی را که اغلب به آنها دسترسی دارید ذخیره کنید، اما نه همه چیز.

انقضای کش : زمان انقضای حافظه پنهان را تنظیم کنید. خیلی طولانی است و محتوا ممکن است کهنه باشد. خیلی کوتاه است و سرورهای مبدا را تحت فشار قرار می دهد.

بازگشت CDN : برای خرابی CDN برنامه ریزی کنید. اطمینان حاصل کنید که وب سایت شما می تواند در صورت نیاز به واکشی مستقیم منابع از مبدا تغییر کند.

باطل کردن فایل ها : با استفاده از روش های مختلف ارائه شده توسط فروشندگان CDN، می توانید فایل ها را قبل از انقضا از CDN حذف کنید.

کاربردهای دنیای واقعی CDN

خدمات پخش ویدیو: تصور کنید در سیدنی استرالیا هستید و هوس تماشای آخرین فصل برنامه مورد علاقه خود در نتفلیکس را دارید. بدون CDN، داده ها باید تمام مسیر را از یک سرور مثلاً در کالیفرنیا طی کنند که منجر به تاخیرهای بافر و خسته کننده می شود.

اما به لطف CDN ها، Netflix محتوای محبوب را در سرورهای لبه نزدیک به شما، در سیدنی یا منطقه اطراف آن، ذخیره می کند. این امر به طور قابل توجهی مسافتی را که داده ها برای طی کردن نیاز دارند کاهش می دهد، و بدون توجه به موقعیت مکانی شما، پخش روان و تجربه تماشای بی وقفه را تضمین می کند.

در واقع، مطالعات نشان می‌دهد که CDN‌ها می‌توانند زمان راه‌اندازی ویدیو را تا ۵۰ درصد کاهش دهند و تفاوت قابل‌توجهی در رضایت کاربر ایجاد کنند.

توزیع محتوای بازی: گیمرها درد انتظار برای به‌روزرسانی‌های عظیم بازی یا دانلودهای DLC را می‌دانند. اما شرکت‌هایی مانند استیم و اپیک گیمز از CDN‌ها برای سریع‌تر کردن کارها استفاده می‌کنند.

این پلتفرم‌ها فایل‌های بازی، به‌روزرسانی‌ها و دارایی‌های چندنفره را در سرورهای لبه نزدیک به انجمن‌های بازی ذخیره می‌کنند. این بدان معناست که چه در حال دانلود یک بازی جدید در نیویورک باشید و چه عنوان مورد علاقه خود را در توکیو وصله کنید، اطلاعات لازم نیست در سراسر قاره ها سفر کنند.

استفاده از CDN ها می تواند زمان دانلود را تا حد زیادی کاهش دهد و منجر به دسترسی سریع تر به بازی های مورد علاقه شما و تجربه های چندنفره روان تر با حداقل تاخیر شود.

وب‌سایت‌های خبری جهانی: اطلاع‌رسانی در مورد رویدادهای جهانی نباید با سرعت بارگذاری کند مانع شود. سازمان‌های خبری بزرگ مانند بی‌بی‌سی نیوز و نیویورک تایمز از CDN استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که به‌روزرسانی‌های اخبار فوری و محتوای چندرسانه‌ای آنها فوراً به مخاطبان سراسر جهان می‌رسد.

CDN ها با ذخیره اطلاعات حیاتی مانند مقالات، ویدیوها و تصاویر در سرورهای قاره های مختلف، وب سایت های خبری را قادر می سازند تا به روز رسانی های بلادرنگ را به سرعت ارائه کنند و خوانندگان را بدون توجه به موقعیت مکانی آنها در جریان قرار دهند.

در طول رویدادهای بزرگ یا شرایط اضطراری، این امر می‌تواند بسیار مهم باشد، همانطور که در یک مطالعه موردی نشان می‌دهد که در آن یک سازمان خبری با استفاده از CDN افزایش 20 درصدی در ترافیک وب‌سایت را بدون هیچ مشکلی در عملکرد در طول یک رویداد خبری فوری گزارش کرده است.

حافظه پنهان در مقابل CDN ها - تفاوت چیست؟

شباهت های حافظه کش و CDN:

عملکرد بهبود یافته: هم CDN ها و هم حافظه پنهان با کاهش تأخیر و سرعت بخشیدن به تحویل محتوا، عملکرد وب سایت را افزایش می دهند.

استفاده کارآمد از منابع: با ارائه محتوای کش یا تکراری، هر دو رویکرد به بهینه سازی استفاده از منابع و کاهش بار سرور کمک می کنند.

تجربه کاربری پیشرفته: زمان بارگذاری سریعتر منجر به تجربه کاربری بهتری می شود، چه از طریق CDN ها و چه از طریق حافظه پنهان به دست آید.

تفاوت بین حافظه پنهان و CDN

محدوده:

CDN ها: CDN ها شبکه ای از سرورها هستند که در مکان های جغرافیایی مختلف در سراسر جهان قرار دارند.

حافظه پنهان: ذخیره سازی روشی برای ذخیره محتوای وب در دستگاه یا سرور محلی کاربر است.

پیاده سازی:

CDN ها: CDN ها به زیرساخت و پیکربندی جداگانه نیاز دارند.

ذخیره سازی: ذخیره سازی را می توان در یک برنامه وب یا سرور با استفاده از قوانین و دستورالعمل های کش پیاده سازی کرد.

پوشش جغرافیایی:

CDN: طراحی شده برای ارائه محتوای وب به کاربران در سراسر جهان.

حافظه پنهان: معمولاً برای بهبود عملکرد برای کاربران فردی یا در یک شبکه محلی استفاده می شود.

معماری شبکه:

CDN ها: از یک شبکه توزیع شده از سرورها برای ذخیره و ارائه محتوا استفاده کنید.

ذخیره سازی: این را می توان با استفاده از انواع مختلف ذخیره سازی مانند دیسک محلی، حافظه، یا کش سمت سرور پیاده سازی کرد.

مزایای عملکرد:

CDN ها: با ذخیره محتوا در مکان های مختلف، تحویل سریعتر و قابل اطمینان تری را ارائه می دهند.

ذخیره سازی: با کاهش تعداد درخواست ها به سرور مبدا و ارائه سریعتر محتوا از یک کش محلی، عملکرد را بهبود می بخشد.

هزینه:

CDN ها: به دلیل نیاز به زیرساخت جداگانه و هزینه های مداوم برای نگهداری شبکه، پیاده سازی و نگهداری می تواند گران تر باشد.

ذخیره سازی: می تواند با استفاده از زیرساخت های موجود و منابع سرور پیاده سازی شود و به طور بالقوه هزینه ها را کاهش دهد.

زمان استفاده از حافظه پنهان

حافظه پنهان برای محتوایی که اغلب به آنها دسترسی پیدا می کند و اغلب تغییر نمی کند ایده آل است. این شامل دارایی های ثابت مانند تصاویر، فایل های CSS و کتابخانه های جاوا اسکریپت می شود.

این به ویژه برای وب‌سایت‌هایی با پایگاه کاربر قابل توجهی که به محتوای مشابه دسترسی دارند، مانند وب‌سایت‌های خبری، وبلاگ‌ها و پلت‌فرم‌های تجارت الکترونیک مؤثر است.

حافظه پنهان همچنین می تواند بار سرور را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و زمان پاسخگویی را برای کاربران بهبود بخشد، به خصوص در سناریوهایی که تاخیر در تحویل محتوا یک نگرانی است.

زمان استفاده از CDN ها

CDN ها برای ارائه محتوا به مخاطبان جهانی بسیار ارزشمند هستند، به خصوص زمانی که فاصله جغرافیایی بین کاربران و سرورهای مبدا منجر به مشکلات تاخیر شود.

آنها برای ارائه محتوای پویا، پخش جریانی رسانه و مدیریت جهش های ناگهانی در ترافیک مناسب هستند.

CDN ها همچنین در سناریوهایی که محتوا باید به طور قابل اتکا و پیوسته در مناطق مختلف جغرافیایی ارائه شود، برتری دارند و بدون در نظر گرفتن موقعیت مکانی، تجربه کاربری بهینه را تضمین می کنند.

ترکیب Caching و CDN

در بسیاری از سناریوها، استفاده از حافظه پنهان و CDN با هم نتایج مطلوبی را به همراه دارد، به‌ویژه برای وب‌سایت‌ها و برنامه‌های پویا که ترکیبی از ارائه محتوای ثابت و پویا ضروری است. بیایید یک وب سایت خبری محبوب را به عنوان مثال در نظر بگیریم.

یک وب سایت خبری شلوغ را تصور کنید که به طور مرتب مقالات خبری فوری را همراه با تصاویر و ویدئوها منتشر می کند. در حالی که محتوای اصلی اخبار پویا است و اغلب به‌روزرسانی می‌شود، تصاویر و ویدیوهای مرتبط با مقالات قدیمی‌تر نسبتا ثابت می‌مانند و به طور مکرر توسط کاربران قابل دسترسی هستند.

برای رفع این مشکل، وب سایت می تواند یک استراتژی ترکیبی را پیاده سازی کند:

    حافظه پنهان در سرور مبدا: عناصری که اغلب به آنها دسترسی پیدا می کنید مانند الگوهای وب سایت، منوهای پیمایش و محتوای استاتیک مستقیماً در سرور اصلی ذخیره می شوند. این کش باعث کاهش بار سرور و افزایش کارایی برای بارگذاری صفحه اولیه می شود.

    CDN Caching: وب سایت از CDN برای ذخیره تصاویر و ویدیوهای مرتبط با مقالات خبری در سرورهای لبه واقع در سراسر جهان استفاده می کند. این تضمین می کند که کاربران، صرف نظر از موقعیت جغرافیایی خود، می توانند به سرعت به این عناصر با حداقل تاخیر دسترسی پیدا کنند.

روش ترکیبی مزایای زیادی دارد، از جمله:

زمان‌های بارگذاری سریع‌تر: با ارائه محتوای ذخیره‌شده از سرور اصلی و سرورهای لبه CDN، کاربران زمان‌های بارگذاری بسیار سریع‌تری را تجربه می‌کنند که منجر به تجربه مرور جذاب‌تری می‌شود.

کاهش بار سرور: حافظه پنهان فشار را بر سرور مبدا کاهش می‌دهد و به آن امکان می‌دهد به‌روزرسانی‌های محتوای پویا را در حین ارائه عناصر استاتیک از حافظه پنهان، به طور مؤثر پردازش کند.

دسترسی جهانی بهبود یافته: CDN تضمین می کند که کاربران در سراسر جهان می توانند بدون در نظر گرفتن نزدیکی آنها به سرور مبدا، به وب سایت و محتوای آن با حداقل تاخیر دسترسی داشته باشند.

اما عواملی نیز وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند:

عدم اعتبار کش: به روز رسانی منظم محتوای حافظه پنهان، دسترسی کاربران به آخرین اطلاعات را تضمین می کند. اکثر CDN ها مکانیسم های کارآمدی برای ابطال کش برای تسهیل این فرآیند ارائه می دهند.

بهینه سازی هزینه: در حالی که ترکیب کش و CDN ها عملکرد را افزایش می دهد، ارزیابی مقرون به صرفه بودن ذخیره محتوای خاص بسیار مهم است. تجزیه و تحلیل الگوهای دسترسی کاربر به تعیین استراتژی ذخیره سازی بهینه کمک می کند.

با ترکیب استراتژیک حافظه پنهان و CDN ها، شما و تیمتان می توانید یک زیرساخت تحویل محتوا قوی ایجاد کنید که تجربه کاربری برتر را در سراسر جهان ارائه می دهد.

بسته بندی

هم CDN ها و هم حافظه نهان، نقش مهمی در بهینه سازی عملکرد وب سایت و تجربه کاربر با سرعت بخشیدن به تحویل محتوا دارند.

در حالی که ذخیره‌سازی حافظه پنهان، داده‌هایی را که اغلب به صورت محلی به آن‌ها دسترسی دارند، برای بازیابی سریع ذخیره می‌کند، CDN‌ها شبکه‌ای از سرورهای توزیع‌شده جغرافیایی را برای ارائه کارآمد محتوا به کاربران در سراسر جهان ارائه می‌کنند.

درک شباهت های آنها در بهبود عملکرد و استفاده از منابع، و همچنین تفاوت های کلیدی آنها در حوزه، اجرا و هزینه برای انتخاب رویکرد مناسب برای نیازهای خاص شما بسیار مهم است.

خبرکاو