Граничне кешування – це метод, який оптимізує доставку веб-контенту користувачам. Це ключовий компонент мереж доставки вмісту (CDN) і ключова технологія для пом’якшення проблем із затримкою в доставці даних, покращення продуктивності інтернет-сервісів.
Генезис кешування меж
Пограничне кешування сягає корінням в еволюцію мереж доставки контенту (CDN), яка почала набирати обертів наприкінці 1990-х років. Akamai Technologies, заснована в 1998 році, була однією з перших компаній, яка представила концепцію кешування вмісту ближче до кінцевого користувача, таким чином революціонізувавши спосіб доставки веб-контенту. Термін «граничне кешування» почав використовуватися частіше з початку 2000-х років, оскільки потреба в локалізованій доставці даних стала очевидною з розширенням бази користувачів Інтернету та зростанням попиту на ефективну та високоякісну доставку контенту.
Edge Caching: глибше занурення
За своєю суттю граничне кешування полягає у зберіганні копій даних — будь то зображення, відео, HTML-сторінки чи інший тип вмісту — на «краї» мережі, тобто ближче до користувача. Завдяки цьому зменшується потреба кожного запиту користувача проходити весь шлях до вихідного сервера, тим самим зменшуючи затримку, затори трафіку та загальне навантаження на сервер.
У типовому сценарії, коли користувач робить запит на певний веб-вміст, найближчий крайовий сервер із кешованим вмістом доставляє його. Якщо крайовий сервер не має вмісту, він отримує його з вихідного сервера, зберігає копію, а потім доставляє її користувачеві. Подальші запити на той самий вміст можуть бути виконані безпосередньо з цього периферійного сервера.
Розуміння внутрішньої роботи Edge Caching
Граничне кешування працює в розподіленій мережі серверів, також відомих як крайові сервери або вузли. Ці сервери стратегічно розташовані в різних місцях — у містах, мережах провайдерів чи центрах обробки даних — поблизу користувачів.
Процес включає:
- Маршрутизація запиту: Коли користувач надсилає запит, механізм маршрутизації на основі DNS визначає найближчий периферійний сервер.
- Пошук вмісту: Граничний сервер перевіряє, чи має він кешовану версію запитуваного вмісту.
- Доставка контенту: Якщо вміст кешується, периферійний сервер доставляє його користувачеві. Якщо ні, він отримує вміст із вихідного сервера, кешує його для подальшого використання та доставляє користувачеві.
Ключові особливості Edge Caching
- Зменшена затримка: Зберігаючи вміст ближче до користувача, граничне кешування значно скорочує час зворотного зв’язку, забезпечуючи швидшу та безперебійну роботу.
- Масштабованість: Граничне кешування дозволяє службам обробляти більше запитів, розподіляючи навантаження між кількома периферійними серверами.
- Надійність: Навіть якщо початковий сервер вимикається, кешований вміст на межі все ще може надаватися користувачам.
- Зменшені витрати на пропускну здатність: Зменшуючи обсяг передачі даних на великій відстані, периферійне кешування допомагає заощадити витрати на смугу пропускання.
Типи крайового кешування
В основному існує два типи граничного кешування:
- Push-кешування: Початковий сервер завчасно надсилає вміст на межові сервери. Цей метод зазвичай використовується для популярного вмісту, який, ймовірно, часто запитуватимуть.
- Кешування витягування: Граничні сервери завантажують вміст із початкового сервера лише за запитом користувача. Цей метод використовується для менш популярного або довготривалого вмісту.
Випадки використання, проблеми та рішення Edge Caching
Граничне кешування є життєво важливим у багатьох сценаріях:
- Потокове відео: Для забезпечення високоякісного потокового передавання без перерв.
- Електронна комерція: Для швидкого завантаження зображень і описів продуктів.
- Ігри: Для швидкого завантаження та оновлення ігор.
Однак граничне кешування пов’язане з проблемами:
- Когерентність кешу: Забезпечити актуальність вмісту на периферійних серверах може бути важко. Рішення включають встановлення часу закінчення кешу або використання стратегії анулювання кешу.
- Промахи кешу: Коли запит користувача не може бути виконано з кешу, що призводить до переходу на вихідний сервер. Рішення включають інтелектуальні стратегії попереднього та прогнозованого кешування.
Граничне кешування проти подібних технологій
| Параметри | Edge Caching | Традиційне кешування | Хмарне кешування |
|---|---|---|---|
| Розташування даних | Близько до користувача (межа мережі) | Вихідний сервер або пристрій користувача | Централізовані хмарні сервери |
| Затримка | Низький | Від середнього до високого | Залежить від близькості до хмарного центру обробки даних |
| Масштабованість | Високий | Залежить від потужності сервера | Високий |
| Вартість | Помірний (через розподілену інфраструктуру) | Низький (якщо на пристрої користувача) | Високий (на основі ціни хмарного сховища) |
Майбутні тенденції кешування меж
Майбутнє периферійного кешування пов’язане з розвитком технології 5G, Інтернету речей (IoT) і периферійних обчислень. Все більше зростає тенденція до збільшення рівня інтелекту на межі, включаючи інтелектуальне кешування на основі штучного інтелекту, обробку даних у реальному часі та персоналізовану доставку контенту.
Граничне кешування та проксі-сервери
Проксі-сервери можуть відігравати ключову роль у периферійному кешуванні. Вони діють як посередники між клієнтом і сервером, полегшуючи кешування на рівні проксі. Це може бути особливо корисним у великій організації, де багато користувачів можуть запитувати однаковий вміст, забезпечуючи швидку та ефективну доставку даних.
Пов'язані посилання
- Посібник для початківців із CDN Edge Caching
- Amazon CloudFront – як працює Edge Caching
- Технології Akamai
Примітка. Ця стаття була написана для OneProxy (oneproxy.pro), провідного постачальника проксі-серверів.
