پروکسی کش نوعی سرور پراکسی است که کپی هایی از منابع وب درخواستی مانند صفحات وب، تصاویر و فایل های دیگر را در حافظه پنهان محلی خود ذخیره می کند. هنگامی که یک کلاینت این منابع را درخواست می کند، پروکسی کش می تواند آنها را مستقیماً از حافظه پنهان خود ارائه دهد و نیاز به واکشی مکرر همان محتوا از سرور اصلی را کاهش می دهد. این فرآیند عملکرد وب را افزایش می دهد، بار سرور را کاهش می دهد و استفاده از پهنای باند شبکه را بهینه می کند.
تاریخچه پیدایش پروکسی Caching و اولین ذکر آن
مفهوم caching proxy را می توان به روزهای اولیه اینترنت، زمانی که اولین مرورگرهای وب و سرورهای وب توسعه یافتند، ردیابی کرد. با افزایش استفاده از اینترنت، آشکار شد که درخواست های مکرر برای همان منابع وب، منابع شبکه قابل توجهی را مصرف کرده و باعث تاخیر در ارائه محتوا به کاربران می شود. برای پرداختن به این موضوع، ایده ذخیره منابعی که اغلب درخواست می‌شوند روی یک سرور واسطه ایجاد شد.
اولین اشاره به پروکسی کش را می توان در اوایل دهه 1990 یافت، زمانی که سرورهای پروکسی وب، مانند CERN Proxy Cache، برای کمک به کاهش تاخیر و بهبود عملکرد وب معرفی شدند. در طول سال‌ها، فناوری caching proxy تکامل یافته است و پروکسی‌های کش مدرن اکنون ویژگی‌ها و عملکردهای پیشرفتهای را ارائه می‌کنند.
اطلاعات دقیق در مورد پروکسی Caching. گسترش موضوع Caching Proxy
یک پروکسی کش به عنوان یک واسطه بین کلاینت ها (مانند مرورگرهای وب) و سرورهای اصلی (سرورهای وب میزبان محتوای درخواستی) عمل می کند. هنگامی که یک سرویس گیرنده یک منبع وب را درخواست می کند، پروکسی کش بررسی می کند که آیا یک نسخه کش شده از منبع دارد یا خیر. اگر منبع در حافظه پنهان وجود داشته باشد و همچنان معتبر باشد (منقضی نشده است)، پراکسی کش آن را مستقیماً بدون دسترسی به سرور مبدا به مشتری ارائه می دهد. این فرآیند به عنوان ضربه کش شناخته می شود و زمان پاسخگویی مشتری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
با این حال، اگر منبع درخواستی در حافظه پنهان یافت نشد یا منقضی شده باشد، پروکسی کش درخواست را به سرور مبدا ارسال می کند، منبع را بازیابی می کند، یک کپی در حافظه پنهان برای استفاده بعدی ذخیره می کند و سپس آن را به مشتری ارائه می دهد. این به عنوان خطای حافظه پنهان شناخته می شود و ممکن است باعث تاخیر جزئی در تحویل منبع برای اولین بار به مشتری شود.
پروکسی های کش را می توان در پیکربندی های مختلفی مستقر کرد، از جمله پروکسی های فوروارد و پراکسی های معکوس:
-
پروکسی فوروارد: این نوع پروکسی کش بین دستگاه های مشتری و اینترنت قرار می گیرد. درخواست های مشتریان را رسیدگی می کند و منابع درخواستی را در حافظه پنهان نگه می دارد. پروکسی‌های فوروارد معمولاً در شبکه‌های شرکتی برای افزایش امنیت، حریم خصوصی و عملکرد وب برای کاربران داخلی استفاده می‌شوند.
-
پروکسی معکوس: از طرف دیگر، یک پروکسی معکوس بین سرورهای اینترنتی (سرورهای مبدا) و کلاینت ها قرار می گیرد. درخواست‌ها را از طرف سرورها رسیدگی می‌کند، پاسخ‌ها را در حافظه پنهان نگه می‌دارد و در صورت درخواست آنها را به مشتریان تحویل می‌دهد. پراکسی های معکوس اغلب برای بهبود عملکرد و مقیاس پذیری برنامه های کاربردی وب با بارگذاری وظایف سرور و ارائه مستقیم محتوای کش استفاده می شوند.
ساختار داخلی پروکسی Caching. نحوه عملکرد پروکسی Caching
ساختار داخلی یک پروکسی کش را می توان در چند مرحله توضیح داد:
-
رهگیری درخواست: هنگامی که یک سرویس گیرنده درخواستی برای یک منبع وب ارسال می کند، توسط پراکسی کش رهگیری می شود.
-
بررسی کش: پروکسی کش کش محلی خود را بررسی می کند تا مشخص کند آیا منبع درخواستی موجود و معتبر است یا خیر.
-
ضربه کش: اگر منبع در حافظه پنهان یافت شود و همچنان معتبر باشد، پروکسی کش آن را مستقیماً به مشتری ارائه می دهد و نیاز به تماس با سرور مبدا را دور می زند.
-
کش خانم: اگر منبع در حافظه پنهان یافت نشد یا منقضی شده باشد، پروکسی کش درخواست را به سرور مبدا ارسال می کند.
-
بازیابی منابع: پروکسی کش منبع درخواستی را از سرور اصلی بازیابی می کند، یک کپی را در حافظه پنهان خود ذخیره می کند و آن را به مشتری ارائه می دهد.
-
انقضای کش: منابع ذخیره شده در حافظه پنهان دارای طول عمر مشخصی هستند که به عنوان Time to Live (TTL) شناخته می شود. هنگامی که TTL منقضی می شود، منبع ذخیره شده کهنه می شود و پروکسی کش آن را در درخواست بعدی مجدداً با سرور مبدا تأیید می کند.
-
تخلیه حافظه پنهان: برای مدیریت کارآمد فضای کش، پراکسی های کش از استراتژی های مختلف حذف کش استفاده می کنند. هنگامی که حافظه پنهان به ظرفیت خود می رسد، منابعی که کمتر به آنها دسترسی دارند ممکن است خارج شوند تا فضایی برای محتوای جدید ایجاد شود.
تجزیه و تحلیل ویژگی های کلیدی پروکسی Caching
پروکسی های کش چندین ویژگی کلیدی را ارائه می دهند که آنها را به اجزای ضروری معماری های وب مدرن تبدیل می کند:
-
بهبود عملکرد وب: با ذخیره کردن محتوایی که اغلب به آنها دسترسی دارید، پراکسی های ذخیره زمان پاسخگویی به مشتریان را کاهش می دهند که منجر به تجربه مرور وب سریعتر و کارآمدتر می شود.
-
بهینه سازی پهنای باند: پروکسی‌های ذخیره‌سازی با ارائه محتوای ذخیره‌شده به صورت محلی، مقدار داده‌های منتقل شده بین کلاینت‌ها و سرورهای مبدا را کاهش می‌دهند. این بهینه سازی به ویژه در محیط های با پهنای باند محدود مفید است.
-
بار کمتر سرور: با بارگذاری درخواست ها و ارائه محتوای کش، پراکسی های کش بار روی سرورهای مبدا را کاهش می دهند و عملکرد کلی و پاسخگویی آنها را بهبود می بخشند.
-
تاخیر کاهش یافته: بازدیدهای کش منجر به زمان پاسخ سریعتر می‌شود، زیرا پروکسی می‌تواند منابع را مستقیماً به مشتری بدون درخواست شبکه اضافی به سرور مبدا تحویل دهد.
-
فیلتر کردن محتوا و امنیت: پروکسی های کش را می توان برای فیلتر کردن محتوای وب، مسدود کردن وب سایت های مخرب و اعمال کنترل های دسترسی، افزایش امنیت شبکه و محافظت از کاربران در برابر تهدیدات احتمالی پیکربندی کرد.
انواع پروکسی Caching
پروکسی های کش را می توان بر اساس استقرار و عملکرد آنها طبقه بندی کرد. در اینجا انواع اصلی پروکسی های کش آورده شده است:
| تایپ کنید | شرح |
|---|---|
| پروکسی فوروارد | بین کلاینت‌ها و اینترنت قرار دارد و محتوایی را که اغلب به آنها دسترسی دارند برای کاربران شبکه داخلی ذخیره می‌کند. |
| پروکسی معکوس | بین سرورهای اینترنتی و کلاینت‌ها قرار می‌گیرد، وظایف سرور را بارگذاری می‌کند و محتوای کش را ارائه می‌دهد. |
| پروکسی شفاف | بدون نیاز به پیکربندی سمت کلاینت عمل می کند و آن را برای کاربران شفاف می کند. |
| پروکسی غیر شفاف | به پیکربندی سمت سرویس گیرنده نیاز دارد، معمولاً از طریق تنظیمات پراکسی در مرورگر وب. |
راه های استفاده از Caching Proxy:
-
شتاب وب: پروکسی های کش به طور گسترده ای برای سرعت بخشیدن به مرور وب با ارائه محتوایی که اغلب به صورت محلی به آن دسترسی دارید، کاهش زمان بارگذاری و بهبود تجربه کلی کاربر استفاده می شود.
-
صرفه جویی در پهنای باند: پروکسی‌های کش با ذخیره‌سازی محتوا به بهینه‌سازی استفاده از پهنای باند کمک می‌کنند و در نتیجه حجم داده‌های منتقل شده از طریق شبکه را کاهش می‌دهند.
-
فیلتر کردن محتوا و کنترل‌های والدین: پروکسی های ذخیره را می توان برای اجرای سیاست های فیلتر محتوا و کنترل والدین، محدود کردن دسترسی به وب سایت ها یا دسته بندی های خاص استفاده کرد.
مشکلات و راه حل ها:
-
عدم اعتبار کش: به روز نگه داشتن حافظه پنهان می تواند یک چالش باشد، زیرا محتوای سرورهای مبدأ اغلب تغییر می کند. پروکسی های کش از مکانیسم های مختلفی مانند TTL و اعتبار سنجی مجدد کش برای رفع این مشکل استفاده می کنند.
-
سازگاری حافظه پنهان: در محیط های کش توزیع شده، حفظ سازگاری حافظه پنهان در چندین سرور پراکسی می تواند پیچیده باشد. تکنیک هایی مانند پروتکل های انسجام کش برای اطمینان از سازگاری داده ها استفاده می شود.
-
مطالب قدیمی: محتوای ذخیره شده در حافظه پنهان در صورت عدم مدیریت صحیح ممکن است کهنه شود. خط‌مشی‌های منظم پاکسازی و تخلیه حافظه پنهان برای جلوگیری از دسترسی کاربران به منابع قدیمی استفاده می‌شود.
-
نگرانی های امنیتی: پروکسی های ذخیره می توانند اهداف بالقوه ای برای حملات سایبری باشند. اجرای اقدامات امنیتی، مانند حافظه پنهان HTTPS و رمزگذاری داده ها، به محافظت در برابر تهدیدات کمک می کند.
ویژگی های اصلی و مقایسه های دیگر با اصطلاحات مشابه
| مشخصه | پروکسی کش | متعادل کننده بار | شبکه تحویل محتوا (CDN) |
|---|---|---|---|
| تابع | ذخیره سازی و ارائه محتوای ذخیره شده در حافظه پنهان به مشتریان | توزیع درخواست های مشتری در چندین سرور | توزیع محتوا در چندین سرور توزیع شده جغرافیایی |
| گسترش | Proxy Forward یا Reverse | سخت افزار یا نرم افزار | شبکه ای از سرورهای پراکنده جغرافیایی |
| تمرکز | بهینه سازی عملکرد وب | مقیاس پذیری و در دسترس بودن بالا | تحویل و توزیع محتوا |
| مزایای کلیدی | زمان پاسخ سریعتر، بهینه سازی پهنای باند | مقیاس پذیری و تحمل خطا | بهبود تحویل محتوا و دسترسی جهانی |
| موارد استفاده | شتاب وب، صرفه جویی در پهنای باند | اطمینان از در دسترس بودن سرور و کاهش بار سرور | تحویل محتوا، پخش رسانه، و کاهش DDoS |
آینده پراکسی های کش امیدوار کننده است زیرا فناوری های وب همچنان در حال تکامل هستند. چندین دیدگاه و فناوری می توانند آینده پراکسی های کش را شکل دهند:
-
حافظه پنهان مبتنی بر یادگیری ماشین: پروکسی‌های ذخیره‌سازی می‌توانند از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی رفتار کاربر و محتوای حافظه پنهان به طور فعال استفاده کنند و عملکرد وب را بیشتر بهینه کنند.
-
یکپارچه سازی محاسبات لبه: با افزایش سرعت محاسبات لبه، پروکسی های کش را می توان در لبه شبکه مستقر کرد تا محتوای کش شده را به کاربران نهایی نزدیک کند، تاخیر را کاهش دهد و پاسخگویی کلی را بهبود بخشد.
-
ذخیره سازی مبتنی بر بلاک چین: فناوری بلاک چین می‌تواند امنیت و یکپارچگی پروکسی‌های کش را افزایش دهد، از صحت محتوای کش‌شده اطمینان حاصل کند و از تغییرات غیرمجاز جلوگیری کند.
-
پروتکل‌های انسجام حافظه پنهان بهبودیافته: پروکسی‌های کش آینده ممکن است از پروتکل‌های انسجام کش پیشرفته برای حفظ سازگاری در محیط‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده به نحو مؤثرتری استفاده کنند.
چگونه می توان از سرورهای پروکسی استفاده کرد یا با پروکسی ذخیره سازی مرتبط شد
سرورهای پروکسی و پروکسی های کش ارتباط نزدیکی با هم دارند و می توانند به طرق مختلف مکمل یکدیگر باشند:
-
حریم خصوصی و ناشناس بودن: از سرورهای پروکسی می توان برای مخفی کردن آدرس های IP کاربران و افزایش حریم خصوصی استفاده کرد، در حالی که پروکسی های کش می توانند عملکرد وب را با ارائه محتوای کش شده بهینه کنند.
-
امنیت و فیلتر محتوا: سرورهای پروکسی می‌توانند محتوای وب را فیلتر کرده و وب‌سایت‌های مخرب را مسدود کنند، و پروکسی‌های کش می‌توانند محتوایی را که اغلب به آنها دسترسی دارند ذخیره کنند تا بار سرور را کاهش داده و پاسخگویی را بهبود بخشند.
-
تعادل بار: در استقرار در مقیاس بزرگ، سرورهای پراکسی را می توان با پراکسی های کش ترکیب کرد تا درخواست های کلاینت را به طور موثر در بین سرورهای چندگانه توزیع کند و از در دسترس بودن بالا و تحمل خطا اطمینان حاصل کند.
لینک های مربوطه
برای اطلاعات بیشتر در مورد Caching Proxy و کاربردهای آن، می‌توانید منابع زیر را بررسی کنید:
