CDN چیست و چه کاربردهایی دارد؟ آشنایی با مزایای سی‌ دی‌ ان

CDN چیست؟

CDN یا شبکه توزیع محتوا (Content Delivery Network) به مجموعه‌ای از سرورهای توزیع‌ شده جغرافیایی و متصل به هم گفته می‌شود که هدف آنها افزایش سرعت انتقال محتوای اینترنتی به کاربران نهایی است. CDNها امکان انتقال سریع‌تر مواردی مانند متن‌ها، فایل‌های جاوا اسکریپت (JS Files)، صفحات HTML، تصاویر، اسناد، ویدئوها و هر آنچه که برای بارگیری صفحات اینترنتی مورد نیاز است را فراهم می‌کنند. محبوبیت سرویس‌های سی‌دی‌ان روز‌به‌روز در حال افزایش است و امروزه بیشتر ترافیک اینترنتی وب‌سایت‌ها از طریق CDNها منتقل می‌شود و بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌ها به منظور برآورده کردن نیازهای مشتریان و بهبود عملکرد و امنیت وب‌سایت‌ها‌ی خود از CDN‌ها استفاده می‌کنند. سی‌دی‌ان‌هایی که به درستی پیکربندی شده‌اند، به محافظت از وب‌سایت‌ها در برابر حملات سایبری مانند حملات دیداس (DDOS Attacks) و تزریق اس‌کیوال (SQL Injection) نیز کمک فراوانی می‌کنند. سی‌دی‌ان‌ها از قابلیتی به نام Caching ( ذخیره‌سازی موقت فایل‌ها و داده‌های وب‌سایت‌ها) استفاده می‌کنند که این امر سبب افزایش سرعت بارگیری وب‌سایت‌ها می‌شود.

CDNها در واقع محتواهایی مانند صفحات وب را در سرورهای لبه (Edge Server) ذخیره می‌کنند، سرورهایی که از نظر جغرافیایی به محل زندگی شما نزدیک هستند. انجام اینکار باعث می‌شود تا کارهایی مانند مشاهده پست‌های شبکه‌های اجتماعی، دانلود نرم‌افزار، تماشای فیلم و یا خرید از فروشگاه‌های آنلاین را با سرعت بسیار بیشتری انجام دهید. سی‌دی‌ان را می‌توانید به مانند یک دستگاه خودپرداز (ATM) در نظر بگیرید که این امکان را به شما می‌دهد تا در نزدیکی محل زندگی خود یا هر مکان دیگری پول مورد نیاز خود را به سرعت دریافت کنید و بنابراین دیگر نیاز نیست مشتریان بانک‌ها برای دریافت پول در صف‌های طولانی بایستند. ارائه محتوای وب‌سایت‌ها تنها کاربرد CDNها نبوده و با استفاده از آنها می‌توان ویدئوها، فایل‌های صوتی، نرم‌افزارها، اپلیکیشن‌ها، بازی‌ها و بسیاری از موارد دیگر را نیز در اختیار کاربران قرار داد. امروزه اکثر وب‌سایت‌های برتر دنیا از سی‌دی‌ان استفاده می‌کنند.

تاریخچه CDN

فناوری شبکه توزیع محتوا در اواخر دهه ۹۰ میلادی با تمرکز بر تحویل سریع‌تر محتوای اینترنتی به کاربران وارد بازار شد. CDN‌ها بخشی جدایی ناپذیر از معماری مدرن اینترنت هستند و ‌به مانند هر فناوری دیگری برای تبدیل شدن به شبکه‌های قدرتمند توزیع محتوای امروزی، بارها دچار تغییر و تحول شده‌اند. روند تکاملی CDN‌ها را در کل می‌توان به سه نسل مختلف تقسیم‌بندی کرد که هر کدام امکانات، فناوری‌ها و مفاهیم جدیدی را به معماری این شبکه پرطرفدار اضافه کردند اما با این وجود قیمت خدمات مرتبط با سی‌دی‌ان‌ها نسل به نسل کاهش پیدا کرد.

نسل اول

سرویس‌های CDN نسل اول بیشتر بر  روی ارائه محتوای ثابت (Static Content)، مدیریت هوشمند ترافیک اینترنت و تکثیر داده‌ها (Data Replication) در مراکزداده متمرکز بودند.

نسل دوم

CDN‌های نسل دوم در پاسخ به افزایش درخواست‌ها برای محتواهای پویا (Dynamic Content) و سرویس‌های پخش صوتی و تصویری مانند سیستم‌ ویدئوبه‌درخواست (VOD) بوجود آمدند. این CDN‌ها همچنین مشکلات مرتبط با ارائه محتوا به دستگاه‌های تلفن همراه را نیز برطرف کردند. علاوه‌براین، شرکت‌ها برای افزایش سرعت تحویل محتوا به کاربران نهایی از تکنیک‌های مانند رایانش ابری (Cloud Computing) و شبکه‌های همتابه‌همتا (P2P) استفاده کردند.

نسل سوم

CDNهای نسل سوم هنوز هم در حال تکامل هستند. AWS (سرویس‌های وب آمازون) یکی از ارائه‌دهندگان پیشرو در بهبود سرویس‌های سی‌دی‌ان می‌باشد. تمرکز CDNهای نسل سوم نیز بیشتر بر روی سرویس‌های وب مبتنی بر ابر، فناوری محاسبات لبه‌ای (Edge Computing) و مدیریت هوشمند مصرف پهنای‌باند می‌باشد.

CDN چگونه کار می‌کند؟

همانطور که گفته شد، CDN شبکه‌ای از سرورهای متصل به هم می‌باشد که هدف آن ارائه سریع، ارزان و ایمن محتوای اینترنتی به کاربران است. هر سی‌دی‌ان‌ به منظور بهبود سرعت اینترنت، سرورهای خود را در نقاط تبادل مختلفی در سرتاسر جهان قرار می‌دهد. نقاط تبادل اینترنتی (IXP) مکان‌هایی هستند که ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی (ISP) در آن به یکدیگر متصل می‌شوند و از طریق آنها می‌توانند به ترافیک شبکه‌های یکدیگر دسترسی داشته باشند. CDNها با اتصال به این نقاط تبادل اینترنتی به هم پیوسته باعث کاهش هزینه‌ها و زمان انتقال داده‌ها می‌شوند. CDNها همچنین باعث کاهش میزان لتنسی (Latency) می‌شوند.

لتنسی همان کندی اینترنت آزاردهنده‌ای است که کاربران در هنگام تلاش برای دسترسی به صفحات وب و یا دیدن ویدئوهای آنلاین تجربه می‌کنند. اگرچه مدت زمان این تاخیر بسیار پایین است (در حد چند میلی ثانیه) اما همین میزان کم هم می‌تواند بر تجربه کاربری بازدیدکنندگان وب‌سایت‌ها تاثیر منفی بگذارد. شبکه‌های تحویل محتوا با کاهش فاصله فیزیکی که محتوای اینترنتی باید برای رسیدن به کاربران نهایی طی کنند، میزان لتنسی را کاهش می‌دهند. فرض کنید آخر هفته است و کاربری می‌خواهد فیلمی که به تازگی به بازار آمده است را از طریق اینترنت دانلود کند. سی‌دی‌ان‌ مربوطه در چنین حالتی، معمولا برای ارائه فیلم درخواستی، به سراغ سروری از شبکه خود می‌رود که به مکان فیزیکی کاربر نزدیک‌تر است و فایل‌های آن فیلم نیز در حافظه کش سرور CDN ذخیره خواهند شد تا سایر کاربران آن منطقه جغرافیایی هم بتوانند بعدها به آنها دسترسی داشته باشند. یک CDN برای کاهش فاصله میان بازدیدکنندگان و سرور وب‌سایت شما، نسخه‌ای از محتوای داخل آن را در مکان‌های جغرافیایی مختلفی ذخیره می‌کند. به این مکان‌های جغرافیایی در اصطلاح نقطه حضور یا PoP می‌گویند. در هر PoP، تعدادی سرور لبه (Edge Server) وجود دارد که وظیفه آنها تحویل محتوا به کاربرانی است که از لحاظ جغرافیایی در نزدیکی «نقطه حضور» قرار دارند. بنابراین وقتی شما از شهری مانند پاریس به وب‌سایتی که سرور آن در کشور کانادا قرار دارد، دسترسی پیدا می‌کنید، در واقع این کار از طریق یک PoP محلی در فرانسه انجام می‌شود. بنابراین دفعه بعد که شما یا هر کاربر دیگری در نزدیکی محل زندگی شما دوباره بخواهد از همان وب‌سایت بازدید کند، سرور لبه مسئول ارائه محتوای آن خواهد بود (و نه سرور اصلی). سرورهای لبه با کش کردن محتوای وب‌سایت‌ها در مجموع باعث کاهش لتنسی و در نتیجه افزایش سرعت دسترسی کاربران به آنها می‌شود.

CDN چه مزایایی دارد؟

سی‌دی‌ان‌‌ها دارای مزایای متعددی بوده و باعث بهبود عملکرد وب‌سایت‌ها و تجربه کاربری بازدیدکنندگان آنها می‌شوند و در کل نیز وظیفه انتقال بخش بزرگی از ترافیک اینترنتی جهان را بر عهده دارند. در ادامه با مهم‌ترین مزایای شبکه توزیع محتوا آشنا خواهید شد.

کاهش زمان بارگذاری صفحات وب

طولانی بودن زمان بارگذاری صفحات وب‌ باعث افت ترافیک و در نتیجه کاهش تعداد بازدیدکنندگان وب‌سایت‌ها و متضرر شدن کسب‌وکارهای اینترنتی می‌شود. CDNها با نزدیک‌ کردن فاصله میان سرور‌ها و کلاینت‌ها (Clients)، مدت زمان بارگذاری صفحات اینترنتی را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. علاوه‌براین، CDNها باعث پایین آمدن ‌نرخ پرش یا بانس‌‌ریت (Bounce Rate) می‌شوند و این یعنی مدت زمانی که بازدیدکنندگان صرف مشاهده صفحات وب‌سایت‌ها می‌کنند، افزایش پیدا می‌کند.

کاهش هزینه پهنای باند

معمولا بخش بزرگی از هزینه وب‌سایت‌ها مربوط به پهنای‌باند (Bandwidth) می‌شود و علت آن این است که هر درخواست ورودی به وب‌سایت‌ها باعث مصرف پهنای‌باند شبکه می‌شود. سی‌دی‌ان‌‌ها با ذخیره کردن محتوای اینترنتی بر روی سرور کش خود (Cache Server)، میزان داده‌ها و فایل‌هایی که سرور‌های اصلی به وب‌سایت‌ها ارسال می‌کنند را کاهش می‌دهند که این مسئله سبب می‌شود تا از هزینه‌‌ای که دارندگان وب‌سایت‌‌ها برای خدمات میزبانی (Hosting Services) پرداخت می‌کنند، تا حد زیادی کاسته شود.

افزایش دسترسی کاربران به محتوای وب‌سایت‌ها

عواملی مانند بار سنگین ترافیک ورودی و یا خرابی‌‌های سخت‌افزاری می‌تواند باعث ایجاد اختلال در عملکرد عادی وب‌سایت‌ها و در نتیجه کاهش دسترسی افراد به آنها شوند. همانطور که می‌دانید، سرور‌های CDNها در سرتاسر جهان پراکنده شده‌اند و بنابراین شبکه‌های توزیع محتوا می‌توانند ترافیک بیشتری را مدیریت کنند و معمولا نیز نسبت به سرورهای مبدا در برابر خرابی‌های سخت‌افزاری مقاوم‌تر هستند. سی‌دی‌ان‌های پیشرفته نیز وجود دارند که با معماری پیچیده و سرورهای حرفه‌ای خود می‌توانند در هر ثانیه ده‌ها ترابایت ترافیک را در سرتاسر شبکه خود منتقل و میزان دسترسی افراد به وب‌سایت‌ها را افزایش دهند. سی‌دی‌ان‌‌ها همچنین در صورت خرابی برخی از سرورهای خود، به سرعت سرورهای جدیدی را جایگزین آنها می‌کنند.

بهبود امنیت وب‌سایت‌ها

روز‌به‌روز به تعداد کاربران اینترنت و همچنین تراکنش‌ها با ارزش بالا افزوده می‌شود که این مسئله باعث ترغیب هر چه بیشتر هکرها به انجام حملات سایبری (Cyber Attacks) می‌شود. این حملات می‌توانند زیان‌های بسیاری را به افراد و سازمان‌ها وارد کنند. شبکه توزیع محتوا با شناسایی ترافیک مخرب، کاهش حملات دیداس (DDoS Mitigation)، استفاده از گواهینامه‌های امنیتی (مانند SSL و TLS) ، به‌کارگیری WAF و سایر امکانات امنیتی باعث افزایش امنیت وب‌سایت‌ها شده و تا حد زیادی از حملات سایبری جلوگیری می‌کنند.

سوالات متداول

حمله دیداس چیست؟

حمله دیداس تلاشی مخرب برای ایجاد اختلال در ترافیک عادی یک سرور، سرویس یا شبکه می‌باشد که در آن فرد مهاجم با استفاده از یک بات‌نت (Botnet)‌ که شبکه‌ای متشکل از چند سیستم کامپیوتری آلوده است، حجم سنگینی از ترافیک اینترنتی جعلی را به سمت هدف خود ارسال می‌کند. حمله DDoS مانند ترافیک غیرمنتظره‌ای است که باعث مسدود شدن بزرگراه و در نتیجه دیر رسیدن افراد به مقصد خود می‌شود.

دیتاسنتر چیست؟

مرکزداده یا دیتاسنتر (Data Center) مرکزی است که سازمان‌ها و شرکت‌ها از آن برای نگهداری و محافظت از برنامه‌ها و داده‌های مهم خود استفاده می‌کنند. روترها، سوئیچ‌ها، فایروال‌ها، سیستم‌های ذخیره‌سازی، سرورها و سیتم‌های خنک‌کننده مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده دیتاسنترها هستند.

WAF چیست؟

WAF یا فایروال وب‌اپلیکیشن (Web Application Firewall)، ابزاری است که با فیلتر کردن و نظارت بر ترافیک HTTP میان وب‌اپلیکیشن‌ها و شبکه اینترنت، از آنها در برابر حملات سایبری مانند اسکریپت بین سایتی (XSS) ، جعل درخواست میان‌سایتی و غیره محافظت می‌کند. WAF به مانند سپری مانع از ورود ترافیک مخرب به وب‌اپلکیشن‌ها می‌شود. با این حال فایروال وب‌اپلیکیشن قادر به دفع هر نوع حمله سایبری نیست.

در تهیه این وب‌سایت از مقالات وب‌سایت‌های معتبری مانند akamai، techtarget و hostinger استفاده شده است.