Edge-кэширование — это метод, оптимизирующий доставку веб-контента пользователям. Это ключевой компонент сетей доставки контента (CDN) и ключевая технология для уменьшения задержек при доставке данных и повышения производительности интернет-сервисов.
Генезис пограничного кэширования
Пограничное кэширование уходит корнями в эволюцию сетей доставки контента (CDN), которые начали набирать обороты в конце 1990-х годов. Akamai Technologies, основанная в 1998 году, была одной из первых компаний, внедривших концепцию кэширования контента ближе к конечному пользователю, тем самым совершив революцию в способах доставки веб-контента. Термин «пограничное кэширование» стал использоваться чаще с начала 2000-х годов, поскольку необходимость локализованной доставки данных стала очевидной с расширением пользовательской базы Интернета и ростом спроса на эффективную и качественную доставку контента.
Пограничное кэширование: более глубокое погружение
По своей сути периферийное кэширование заключается в хранении копий данных — будь то изображения, видео, HTML-страницы или другие типы контента — на «границе» сети, то есть ближе к пользователю. Таким образом, это уменьшает необходимость прохождения запроса каждого пользователя до исходного сервера, тем самым уменьшая задержку, перегрузку трафика и общую нагрузку на сервер.
В типичном сценарии, когда пользователь делает запрос на определенный веб-контент, ближайший пограничный сервер с кэшированным контентом доставляет его. Если на пограничном сервере нет контента, он извлекает его с исходного сервера, сохраняет копию, а затем доставляет ее пользователю. Будущие запросы на тот же контент могут затем выполняться напрямую с этого пограничного сервера.
Понимание внутренней работы Edge Cache
Пограничное кэширование работает в распределенной сети серверов, также известной как пограничные серверы или узлы. Эти серверы стратегически расположены в различных местах — будь то в городах, сетях интернет-провайдеров или центрах обработки данных — рядом с пользователями.
Процесс включает в себя:
- Маршрут запроса: Когда пользователь отправляет запрос, механизм маршрутизации на основе DNS определяет ближайший пограничный сервер.
- Поиск контента: Пограничный сервер проверяет, имеется ли у него кэшированная версия запрошенного контента.
- Доставка контента: Если контент кэшируется, пограничный сервер доставляет его пользователю. В противном случае он извлекает контент с исходного сервера, кэширует его для будущего использования и доставляет пользователю.
Ключевые особенности пограничного кэширования
- Уменьшенная задержка: Сохраняя контент ближе к пользователю, периферийное кэширование значительно сокращает время прохождения туда и обратно, обеспечивая более быструю и бесперебойную работу.
- Масштабируемость: Пограничное кэширование позволяет службам обрабатывать больше запросов, распределяя нагрузку между несколькими пограничными серверами.
- Надежность: Даже если исходный сервер выйдет из строя, кэшированный контент на границе все равно может быть доставлен пользователям.
- Снижение затрат на пропускную способность: Уменьшая объем передачи данных на большие расстояния, периферийное кэширование помогает сэкономить на расходах на полосу пропускания.
Типы пограничного кэширования
В основном существует два типа пограничного кэширования:
- Push-кэширование: Исходный сервер заранее передает контент на пограничные серверы. Этот метод обычно используется для популярного контента, который, вероятно, будет часто запрашиваться.
- Кэширование по запросу: Пограничные серверы извлекают контент с исходного сервера только по запросу пользователя. Этот метод используется для менее популярного или длиннохвостого контента.
Варианты использования, проблемы и решения пограничного кэширования
Пограничное кэширование жизненно важно во многих сценариях:
- Видео трансляция: Обеспечивать качественную и бесперебойную потоковую передачу.
- Электронная коммерция: Для быстрой загрузки изображений и описаний товаров.
- Игры: Для быстрой загрузки и обновления игр.
Однако пограничное кэширование сопряжено с проблемами:
- Когерентность кэша: Обеспечение актуальности контента на пограничных серверах может быть затруднено. Решения включают установку времени истечения срока действия кэша или использование стратегии аннулирования кэша.
- Промахи в кэше: Когда запрос пользователя не может быть выполнен из кеша, что приводит к обращению к исходному серверу. Решения включают в себя интеллектуальные стратегии предварительного и прогнозного кэширования.
Edge Cache против аналогичных технологий
| Параметры | Пограничное кэширование | Традиционное кэширование | Облачное кэширование |
|---|---|---|---|
| Расположение данных | Близко к пользователю (край сети) | Исходный сервер или пользовательское устройство | Централизованные облачные серверы |
| Задержка | Низкий | От умеренного до высокого | Зависит от близости к облачному дата-центру |
| Масштабируемость | Высокий | Зависит от мощности сервера | Высокий |
| Расходы | Умеренный (из-за распределенной инфраструктуры) | Низкий (если на пользовательском устройстве) | Высокий (на основе цен на облачное хранилище) |
Будущие тенденции в пограничном кэшировании
Будущее периферийного кэширования связано с развитием технологий 5G, Интернета вещей (IoT) и периферийных вычислений. Все чаще наблюдается тенденция к увеличению интеллектуальных возможностей на периферии, включая прогнозирующее кэширование на основе искусственного интеллекта, обработку данных в реальном времени и персонализированную доставку контента.
Пограничное кэширование и прокси-серверы
Прокси-серверы могут играть ключевую роль в пограничном кэшировании. Они действуют как посредники между клиентом и сервером, облегчая кэширование на уровне прокси. Это может быть особенно полезно в крупной организации, где множество пользователей могут запрашивать один и тот же контент, обеспечивая быструю и эффективную доставку данных.
Ссылки по теме
- Руководство для начинающих по пограничному кэшированию CDN
- Amazon CloudFront – как работает пограничное кэширование
- Акамай Технологии
Примечание. Эта статья написана для OneProxy (oneproxy.pro), ведущего поставщика прокси-серверов.
