Buforowanie brzegowe to metoda optymalizująca dostarczanie treści internetowych użytkownikom. Jest kluczowym elementem sieci dostarczania treści (CDN) i kluczową technologią łagodzącą problemy z opóźnieniami w dostarczaniu danych, poprawiającą wydajność usług internetowych.
Geneza buforowania brzegowego
Buforowanie brzegowe ma swoje korzenie w ewolucji sieci dostarczania treści (CDN), która zaczęła nabierać tempa pod koniec lat 90-tych. Założona w 1998 roku firma Akamai Technologies była jedną z pierwszych firm, które wprowadziły koncepcję buforowania treści bliżej użytkownika końcowego, rewolucjonizując w ten sposób sposób dostarczania treści internetowych. Termin „buforowanie brzegowe” zaczął być częściej używany od początku XXI wieku, gdy potrzeba zlokalizowanego dostarczania danych stała się oczywista wraz z poszerzaniem się bazy użytkowników Internetu i rosnącym zapotrzebowaniem na wydajne dostarczanie treści wysokiej jakości.
Buforowanie brzegowe: głębsze nurkowanie
W swej istocie buforowanie brzegowe polega na przechowywaniu kopii danych — obrazów, filmów, stron HTML lub innego rodzaju treści — na „krawędzi” sieci, tj. bliżej użytkownika. W ten sposób zmniejsza się konieczność przesyłania żądań każdego użytkownika aż do pierwotnego serwera, redukując w ten sposób opóźnienia, zatory w ruchu i ogólne obciążenie serwera.
W typowym scenariuszu, gdy użytkownik wysyła żądanie dotyczące określonej zawartości internetowej, dostarcza ją najbliższy serwer brzegowy z zawartością w pamięci podręcznej. Jeśli serwer brzegowy nie ma treści, pobiera ją z serwera źródłowego, przechowuje kopię, a następnie dostarcza ją użytkownikowi. Przyszłe żądania dotyczące tej samej treści można następnie realizować bezpośrednio z tego serwera brzegowego.
Zrozumienie wewnętrznego działania buforowania brzegowego
Buforowanie brzegowe działa w rozproszonej sieci serwerów, zwanych także serwerami brzegowymi lub węzłami. Serwery te są strategicznie rozmieszczone w różnych lokalizacjach — czy to w miastach, w sieciach dostawców usług internetowych, czy w centrach danych — blisko użytkowników.
Proces obejmuje:
- Poproś o routing: Kiedy użytkownik wysyła żądanie, mechanizm routingu oparty na DNS określa najbliższy serwer brzegowy.
- Wyszukiwanie treści: Serwer brzegowy sprawdza, czy posiada buforowaną wersję żądanej treści.
- Dostarczanie zawartości: Jeśli zawartość jest buforowana, serwer brzegowy dostarcza ją użytkownikowi. Jeśli nie, pobiera zawartość z serwera źródłowego, buforuje ją do wykorzystania w przyszłości i dostarcza użytkownikowi.
Kluczowe cechy buforowania brzegowego
- Zmniejszone opóźnienie: Przechowując zawartość bliżej użytkownika, buforowanie brzegowe znacznie skraca czas przesyłania w obie strony, zapewniając szybsze i bardziej płynne działanie.
- Skalowalność: Buforowanie brzegowe umożliwia usługom obsługę większej liczby żądań poprzez dystrybucję obciążenia na wiele serwerów brzegowych.
- Niezawodność: Nawet jeśli serwer źródłowy ulegnie awarii, zawartość buforowana na brzegu sieci będzie nadal mogła być udostępniana użytkownikom.
- Zmniejszone koszty przepustowości: Zmniejszając ilość transmisji danych na duże odległości, buforowanie brzegowe pomaga zaoszczędzić na kosztach przepustowości.
Rodzaje buforowania brzegowego
Istnieją przede wszystkim dwa typy buforowania brzegowego:
- Buforowanie push: Serwer pochodzenia aktywnie wypycha zawartość do serwerów brzegowych. Ta metoda jest zwykle stosowana w przypadku popularnych treści, które mogą być często żądane.
- Wyciąganie buforowania: Serwery brzegowe pobierają zawartość z serwera źródłowego tylko na żądanie użytkownika. Metodę tę stosuje się w przypadku mniej popularnych lub długich treści.
Przypadki użycia, wyzwania i rozwiązania buforowania brzegowego
Buforowanie brzegowe jest niezbędne w wielu scenariuszach:
- Obraz na żywo: Aby zapewnić wysokiej jakości, nieprzerwane przesyłanie strumieniowe.
- Handel elektroniczny: Do szybkiego ładowania zdjęć i opisów produktów.
- Hazard: Do szybkiego pobierania gier i aktualizacji.
Jednak buforowanie brzegowe wiąże się z wyzwaniami:
- Spójność pamięci podręcznej: Zapewnienie aktualności treści na serwerach brzegowych może być trudne. Rozwiązania obejmują ustawienie czasów wygaśnięcia pamięci podręcznej lub użycie strategii unieważniania pamięci podręcznej.
- Braki w pamięci podręcznej: Gdy żądanie użytkownika nie może zostać zrealizowane z pamięci podręcznej, co powoduje podróż do serwera pochodzenia. Rozwiązania obejmują inteligentne strategie buforowania wstępnego i predykcyjnego.
Buforowanie brzegowe a podobne technologie
| Parametry | Buforowanie brzegowe | Tradycyjne buforowanie | Buforowanie w chmurze |
|---|---|---|---|
| Lokalizacja danych | Blisko użytkownika (krawędź sieci) | Serwer pochodzenia lub urządzenie użytkownika | Scentralizowane serwery w chmurze |
| Czas oczekiwania | Niski | Umiarkowane do wysokiego | Zależy od bliskości centrum danych w chmurze |
| Skalowalność | Wysoki | Zależy od wydajności serwera | Wysoki |
| Koszt | Umiarkowane (ze względu na rozproszoną infrastrukturę) | Niski (jeśli na urządzeniu użytkownika) | Wysoka (na podstawie cennika przechowywania w chmurze) |
Przyszłe trendy w buforowaniu brzegowym
Przyszłość buforowania brzegowego jest powiązana z rozwojem technologii 5G, Internetu rzeczy (IoT) i przetwarzania brzegowego. Coraz częściej obserwuje się tendencję w kierunku większej inteligencji na urządzeniach brzegowych, w tym predykcyjnego buforowania opartego na sztucznej inteligencji, przetwarzania danych w czasie rzeczywistym i spersonalizowanego dostarczania treści.
Serwery Edge Cache i proxy
Serwery proxy mogą odgrywać kluczową rolę w buforowaniu brzegowym. Działają jako pośrednicy między klientem a serwerem, ułatwiając buforowanie na poziomie proxy. Może to być szczególnie korzystne w dużej organizacji, w której wielu użytkowników może żądać tej samej treści, umożliwiając szybkie i wydajne dostarczanie danych.
powiązane linki
- Przewodnik dla początkujących dotyczący buforowania krawędzi CDN
- Amazon CloudFront – jak działa buforowanie brzegowe
- Technologie Akamai
Uwaga: ten artykuł został napisany dla OneProxy (oneproxy.pro), wiodącego dostawcy serwerów proxy.
