✍️ Content Delivery Network (CDN)

CDN (Сеть доставки контента) — сеть серверов, которые
▫️распределены по разным регионам
▫️совместно работают для ускорения доставки контента пользователям
Основная задача: быстро и надёжно доставлять статические и медиа-данные (изображения, видео, стили, скрипты) независимо от местоположения пользователя


Применение

Когда важно быстро и стабильно доставлять контент:
➡️в крупных веб-приложениях
➡️онлайн-магазинах
➡️стриминговых платформах и соц сетях и тд
Примеры: Selectel , CDNCloud, CDN от Яндекса, CloudFront


Основные понятия

*️⃣ Ориджин (Origin): сервер, где хранятся первоначальные файлы или данные, которые распространяются через CDN. При первом запросе контент загружается с него. Может быть несколько

*️⃣ PoP Point of Presence (точка присутствия) или Edge Node (пограничный узел) : кэширующий сервер, размещенный близко к конечным пользователям. Узлы принимают и кэшируют запросы, уменьшают расстояние между пользователем и данными. Это повышает скорость доступа

*️⃣Purge (очистка): удаление контента на пограничных узлах для последующего обновления из ориджинов

*️⃣Restriction (ограничение): кто может /не может получать доступ к содержимому из кэша. Например, разрешение запросов только из определенных доменных зон, регионов или групп IP-адресов

*️⃣Time to Live, TTL (время жизни): период кэширования на пограничном узле (Edge Node, PoP) до нового извлечение данных


Виды контента

🔷динамический: данные изменяются в реальном времени или по запросу пользователя (данные профиля, месторасположение, корзина покупок).
Уникален для каждого пользователя, его нельзя кэшировать. Но CDN позволяет ускорять его передачу за счет:
⭕оптимальных маршрутов к ближайшему PoP-узлу
⭕шифрования / дешифрование SSL на PoP-узлах для сокращения времени обработки
⭕протоколов ускорения: HTTP/2 и QUIC

🔷статический: неизменные в течение указанного TTL (изображения, CSS, JavaScript и тд). Кэшируется и доставляется с PoP


Пример работы CDN

🟣запрос контента (веб-страниц или видео)
🟣браузер проверяет локальный кэш. Если данных нет / устарели, запрос идет к CDN, то есть к ближайшей точке присутствия (PoP) на основе местоположения пользователя и анализа сети (подробнее см ниже)
🟣 PoP проверяет, есть ли запрашиваемый контент в кэше:
⏩если контент уже есть, PoP отправляет его
⏩если нет, запрос передаётся на сервер ориджина (к бэкэнду) для получения контента
🟣PoP кэширует данные для последующих запросов
🟣пользователь получает контент с ближайшего PoP с минимальными задержками


Кэширование в CDN

🟢контент хранится в точках присутствия (PoP) рядом с пользователями
🟢CDN-кэш обновляется через инвалидацию или истечение срока хранения (TTL).
Связь с бэкэнд и фронтенд кэшем:
☀️бэкэнд может отправлять данные в CDN с TTL или правилами инвалидации в заголовке. При обновлении данных на бэке CDN-кэш может очищаться
☀️фронтенд: браузерный кэш использует HTTP-заголовки и часто кэширует содержимое после CDN

Синхронизация: по правилам инвалидации и версиями URL для одновременного обновления всех уровней кэша — от бэка до фронта через CDN


Балансировка нагрузки

Распределяет трафик между PoP-узлами и серверами внутри них

Для направления запросов к ближайшему PoP-узлу используются способы:
♥️GeoDNS, который ориентируется на геолокацию пользователя
♥️Anycast — на сетевое расстояние до ближайшего узла

Внутри PoP-узлов: локальный балансировщик распределяет трафик между серверами в узле, учитывает их загрузку и задержки


📎 Материалы
1. CDN
2. CDN: что такое и как работает технология
3. Что такое CDN: смотрим на примерах
4. Что такое CDN и как это работает?
5. 10 интересных фактов про CDN и скорость сайтов
6. Разбираемся в статусах кеша CDN
7. CDN или Кэширование?

#архитектура

➿➿➿➿➿➿➿➿➿➿

🧑‍🎓 Больше полезного в базе знаний по системному анализу