Bộ nhớ đệm cạnh là một phương pháp tối ưu hóa việc phân phối nội dung web tới người dùng. Nó là thành phần then chốt của Mạng phân phối nội dung (CDN) và là công nghệ chính để giảm thiểu các vấn đề về độ trễ trong phân phối dữ liệu, cải thiện hiệu suất của các dịch vụ internet.
Nguồn gốc của bộ nhớ đệm cạnh
Bộ nhớ đệm biên có nguồn gốc từ sự phát triển của mạng phân phối nội dung (CDN), bắt đầu có đà phát triển vào cuối những năm 1990. Akamai Technologies, được thành lập vào năm 1998, là một trong những công ty đầu tiên giới thiệu khái niệm nội dung bộ nhớ đệm đến gần hơn với người dùng cuối, từ đó cách mạng hóa cách thức phân phối nội dung web. Thuật ngữ “bộ nhớ đệm biên” bắt đầu được sử dụng thường xuyên hơn từ đầu những năm 2000, khi nhu cầu phân phối dữ liệu cục bộ trở nên rõ ràng cùng với sự mở rộng cơ sở người dùng Internet và nhu cầu ngày càng tăng về phân phối nội dung hiệu quả và chất lượng cao.
Bộ nhớ đệm cạnh: Tìm hiểu sâu hơn
Về cốt lõi, bộ nhớ đệm biên là lưu trữ các bản sao dữ liệu—có thể là hình ảnh, video, trang HTML hoặc các loại nội dung khác—ở 'biên' của mạng, tức là gần người dùng hơn. Bằng cách đó, nó sẽ giảm nhu cầu di chuyển toàn bộ yêu cầu của mỗi người dùng đến máy chủ ban đầu, từ đó giảm độ trễ, tắc nghẽn giao thông và tải tổng thể của máy chủ.
Trong trường hợp điển hình, khi người dùng đưa ra yêu cầu về một số nội dung web nhất định, máy chủ biên gần nhất có nội dung được lưu trong bộ nhớ đệm sẽ cung cấp nội dung đó. Nếu máy chủ biên không có nội dung, nó sẽ tìm nạp nội dung từ máy chủ gốc, lưu trữ một bản sao rồi gửi cho người dùng. Sau đó, các yêu cầu tương tự cho cùng một nội dung có thể được thực hiện trực tiếp từ máy chủ biên này.
Tìm hiểu hoạt động bên trong của Edge Caching
Bộ nhớ đệm biên hoạt động trên một mạng máy chủ phân tán, còn được gọi là máy chủ biên hoặc nút. Các máy chủ này được đặt ở vị trí chiến lược ở nhiều địa điểm khác nhau—có thể là ở thành phố, mạng ISP hoặc trung tâm dữ liệu—gần với người dùng.
Quá trình này bao gồm:
- Yêu cầu định tuyến: Khi người dùng gửi yêu cầu, cơ chế định tuyến dựa trên DNS sẽ xác định máy chủ biên gần nhất.
- Tra cứu nội dung: Máy chủ biên kiểm tra xem nó có phiên bản được lưu trong bộ nhớ đệm của nội dung được yêu cầu hay không.
- Phân phối nội dung: Nếu nội dung được lưu vào bộ nhớ đệm, máy chủ biên sẽ cung cấp nội dung đó cho người dùng. Nếu không, nó sẽ truy xuất nội dung từ máy chủ gốc, lưu vào bộ nhớ đệm để sử dụng trong tương lai và cung cấp cho người dùng.
Các tính năng chính của Edge Caching
- Giảm độ trễ: Bằng cách lưu trữ nội dung gần hơn với người dùng, bộ nhớ đệm biên giúp giảm đáng kể thời gian di chuyển khứ hồi, mang lại trải nghiệm nhanh hơn, liền mạch hơn.
- Khả năng mở rộng: Bộ nhớ đệm biên cho phép các dịch vụ xử lý nhiều yêu cầu hơn bằng cách phân phối tải trên nhiều máy chủ biên.
- Độ tin cậy: Ngay cả khi máy chủ gốc ngừng hoạt động, nội dung được lưu trong bộ nhớ đệm ở biên vẫn có thể được cung cấp cho người dùng.
- Giảm chi phí băng thông: Bằng cách giảm lượng truyền dữ liệu đường dài, bộ nhớ đệm biên giúp tiết kiệm chi phí băng thông.
Các loại bộ nhớ đệm cạnh
Chủ yếu có hai loại bộ nhớ đệm cạnh:
- Bộ nhớ đệm đẩy: Máy chủ gốc chủ động đẩy nội dung đến máy chủ biên. Phương pháp này thường được sử dụng cho nội dung phổ biến có thể được yêu cầu thường xuyên.
- Kéo bộ nhớ đệm: Máy chủ biên chỉ lấy nội dung từ máy chủ gốc khi người dùng yêu cầu. Phương pháp này được sử dụng cho nội dung ít phổ biến hơn hoặc nội dung dài.
Các trường hợp sử dụng, thách thức và giải pháp của Edge Caching
Bộ nhớ đệm cạnh rất quan trọng trong nhiều trường hợp:
- Truyền phát video: Để cung cấp chất lượng cao, truyền phát không bị gián đoạn.
- Thương mại điện tử: Để tải nhanh hình ảnh và mô tả sản phẩm.
- Chơi game: Để tải xuống và cập nhật trò chơi nhanh chóng.
Tuy nhiên, bộ nhớ đệm cạnh có những thách thức:
- Sự liên kết bộ nhớ cache: Việc đảm bảo nội dung trên các máy chủ biên được cập nhật có thể khó khăn. Các giải pháp bao gồm cài đặt thời gian hết hạn bộ đệm hoặc sử dụng chiến lược vô hiệu hóa bộ đệm.
- Thiếu bộ nhớ đệm: Khi yêu cầu của người dùng không thể được thực hiện từ bộ đệm, dẫn đến việc chuyển đến máy chủ gốc. Các giải pháp liên quan đến chiến lược bộ nhớ đệm trước và bộ nhớ đệm dự đoán thông minh.
Bộ nhớ đệm cạnh so với các công nghệ tương tự
| Thông số | Bộ nhớ đệm cạnh | Bộ nhớ đệm truyền thống | Bộ nhớ đệm đám mây |
|---|---|---|---|
| Vị trí của dữ liệu | Gần gũi với người dùng (biên mạng) | Máy chủ gốc hoặc thiết bị người dùng | Máy chủ đám mây tập trung |
| Độ trễ | Thấp | Trung bình đến cao | Phụ thuộc vào khoảng cách với trung tâm dữ liệu đám mây |
| Khả năng mở rộng | Cao | Phụ thuộc vào dung lượng máy chủ | Cao |
| Trị giá | Trung bình (do cơ sở hạ tầng phân tán) | Thấp (nếu trên thiết bị người dùng) | Cao (dựa trên giá lưu trữ đám mây) |
Xu hướng tương lai của Edge Caching
Tương lai của bộ nhớ đệm biên gắn liền với sự phát triển của công nghệ 5G, Internet of Things (IoT) và điện toán biên. Xu hướng ngày càng hướng tới nhiều trí thông minh hơn, bao gồm bộ nhớ đệm dự đoán do AI điều khiển, xử lý dữ liệu theo thời gian thực và phân phối nội dung được cá nhân hóa.
Bộ đệm ẩn và máy chủ proxy
Máy chủ proxy có thể đóng một vai trò quan trọng trong bộ nhớ đệm biên. Chúng đóng vai trò trung gian giữa máy khách và máy chủ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu vào bộ nhớ đệm ở cấp độ proxy. Điều này có thể đặc biệt có lợi trong một tổ chức lớn nơi nhiều người dùng có thể yêu cầu cùng một nội dung, cho phép phân phối dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả.
Liên kết liên quan
- Hướng dẫn cho người mới bắt đầu về CDN Edge Caching
- Amazon CloudFront – Cách thức hoạt động của bộ nhớ đệm biên
- Công nghệ Akamai
Lưu ý: Bài viết này được viết cho OneProxy (oneproxy.pro), nhà cung cấp máy chủ proxy hàng đầu.
